Chromogranin A 缺陷通過改變腎上腺素 -α 腎上腺素能受體信號傳導減輕 PS19 小鼠 tau 病變

《Nature Communications》:Chromogranin A deficiency attenuates tauopathy by altering epinephrine–alpha-adrenergic receptor signaling in PS19 mice

【字體: 時間:2025年05月21日 來源:Nature Communications 14.7

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  為探究 Chromogranin A(CgA)在 tau 病變中的作用,研究人員以 PS19 小鼠為模型,發現 CgA 缺失可減少病理性 tau 聚集擴散,改善認知功能。機制上與下調腎上腺素(EPI)-α1 腎上腺素能受體(Adra1)信號相關,為 tauopathy 治療提供新方向。

  在老齡化社會中,阿爾茨海默。ˋD)等神經退行性疾病給全球健康帶來嚴峻挑戰。tau 蛋白異常聚集形成的神經原纖維纏結(NFTs)是 AD 等 tau 病變(tauopathy)的核心病理特征,但調控 tau 聚集的分子機制尚未完全明晰。代謝紊亂如胰島素抵抗、高血壓與神經退行性疾病風險密切相關,而 Chromogranin A(CgA)作為一種分泌型前蛋白,其編碼基因 CHGA 與代謝調節及 AD 腦內蛋白聚集相關。因此,解析 CgA 在 tau 病變中的作用及機制,對揭示代謝紊亂與神經退行性疾病的關聯至關重要。
美國加州大學圣地亞哥分校的研究人員開展了相關研究,發現 CgA 缺陷可通過調控腎上腺素(EPI)-α1 腎上腺素能受體(Adra1)信號通路減輕 tau 病變,相關成果發表在《Nature Communications》。

研究采用了多種關鍵技術方法:利用 PS19 小鼠(表達人 tau 異構體 1N4R-P301S 的 tau 病變模型)與 CgA 敲除(CgA-KO)小鼠構建 CgA-KO/PS19 模型;通過免疫組織化學(IHC)、蛋白質免疫印跡(WB)檢測人 AD/CBD 患者腦組織及小鼠腦內 CgA、磷酸化 tau(p-Tau)等蛋白水平;運用轉錄組測序和代謝物分析篩選差異表達基因及神經遞質;借助海馬器官型切片培養(OTSC)和體內纖維誘導 tau 擴散實驗,結合 Adra1 激動劑 / 拮抗劑藥理學處理,驗證信號通路機制;通過行為學測試( Morris 水迷宮、新物體識別等)評估認知功能變化。

研究結果


1. CgA 水平升高與 tau 纏結相關


AD 和皮質基底變性(CBD)患者腦內 CgA 蛋白水平隨 Braak 分期增加而升高,且與 p-Tau(S202/T205)共定位。PS19 小鼠腦內 CgA 蛋白水平顯著高于野生型(WT),體外實驗顯示 CgA 可促進原代神經元 tau 聚集,而 CgA-KO/PS19 小鼠 tau 病理明顯減輕。

2. CgA 缺失改善神經退行性變


CgA-KO/PS19 小鼠腦萎縮減輕,海馬體積增大,突觸蛋白 PSD95 表達恢復,tau 磷酸化(S202/T205、S396/S404)及 MC1 陽性聚集物減少。福斯特共振能量轉移(FRET)實驗顯示其 tau 種子傳播能力降低,體內纖維注射實驗證實 CgA 促進 tau 擴散。

3. CgA 缺失延長壽命并改善認知功能


行為學結果表明,CgA-KO/PS19 小鼠在 Morris 水迷宮中空間學習記憶能力顯著改善,新物體識別偏好增加,Rotarod 實驗顯示運動功能提升。其平均壽命較 PS19 小鼠延長約 30%,部分個體存活至 14.5 個月。

4. CgA 調控腎上腺素能信號通路


轉錄組分析顯示,PS19 小鼠 α1 腎上腺素能受體(Adra1)家族基因(α1A、α1B、α1D)上調,α2 腎上腺素能受體(Adra2)家族下調,CgA-KO/PS19 則逆轉這一趨勢。AD 患者腦組織中 Adra1a 表達升高,Adra2a 降低。WB 和 IHC 證實 Adra1b 蛋白水平與海馬體積負相關。

5. 異常 Adra1 信號驅動 tau 病理


Adra1 拮抗劑哌唑嗪(PR)可減少 WT 小鼠 OTSC 中 tau 磷酸化和聚集,而激動劑苯腎上腺素(PE)促進 tau 病變;CgA-KO 小鼠對 EPI 誘導的 tau 病理不敏感。體內 PR 治療顯著降低 PS19 小鼠 p-Tau 水平,提示 Adra1 激活是 tau 病變的關鍵環節。

6. EPI-Adra1 軸介導 tau 磷酸化


AD 和 CBD 患者腦內及 PS19 小鼠皮質 EPI 水平升高,NE 無顯著變化。EPI 處理 WT 小鼠 OTSC 可誘導 tau 磷酸化和聚集,而 CgA-KO 小鼠中該效應消失。EPI 與 PR 共處理逆轉 tau 病變,證實 EPI 通過激活 Adra1 促進 tau 病理。

結論與討論


本研究揭示 CgA 通過調控 EPI-Adra1 信號通路促進 tau 聚集和神經退行性變。CgA 缺失通過降低腦內 EPI 水平、恢復 Adra1/Adra2 平衡,減輕 tau 病理并改善認知功能。該研究首次建立 CgA-EPI-Adra1 軸與 tau 病變的直接關聯,為代謝紊亂與神經退行性疾病的機制研究提供新視角,提示靶向 Adra1 或 CgA 相關通路可能成為 tauopathy 治療的潛在策略。未來需進一步探索腦內 EPI 分泌的調控機制及 CgA 衍生肽(如 Catestatin)的作用,為開發疾病修飾療法奠定基礎。

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