浙江大学医学院附属第二医院吴志英/陶青青团队立足临床，长期聚焦AD的诊治优化和致病机制研究。该团队2024年在The Innovation、Advanced Science和Transl Neurodegener发表了三篇原创研究成果，我们一起来分享学习。
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Transl Neurodegener （薛妍妍解读）
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD），是最常见的神经退行性疾病，也是造成老年人痴呆的主要原因。CD2AP基因是AD最重要的易感基因之一。尽管多项体外研究表明CD2AP功能缺失可能参与AD的发生发展，但尚无可靠的体内证据，且其涉及的具体机制也尚不明确。
2024年12月19日，浙江大学医学院附属第二医院吴志英教授和陶青青副主任医师共同通讯在神经科学知名期刊Translational Neurodegeneration在线发表题为“CD2AP deficiency aggravates Alzheimer’s disease phenotypes and pathology through p38 MAPK activation”的研究论文。该研究通过构建神经元条件性Cd2ap基因敲除的APP/PS1小鼠，发现神经元CD2AP缺失通过激活p38 MAPK通路增加tau磷酸化水平和损害突触功能，加速APP/PS1小鼠的AD病程。
浙江大学医学院附属第二医院博士研究生薛妍妍和硕士研究生张哲晟为文章的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、科技部科技创新2030脑科学与类脑研究重大项目和浙江省重点研发计划的支持。
多项国内外遗传学研究及该团队的前期研究结果均提示，CD2AP基因是AD最重要的易感基因之一。尽管已有多项体外研究表明CD2AP功能缺失可能参与AD的发生发展，但尚无可靠的体内证据，其涉及的具体机制也尚不明确。该团队前期报道了散发性AD患者外周血淋巴细胞中CD2AP基因表达水平降低，且CD2AP rs9296559-C等位基因会增加AD的发病风险，提示CD2AP功能缺失可能与散发性AD的发病机制有关。由于Cd2ap基因全敲小鼠在6-7周龄时因肾功能衰竭而死亡，目前缺乏合适的小鼠模型来评估CD2AP对学习和记忆的影响。本研究利用CRISPR/Cas9技术及Syn1-iCre工具鼠，建立了条件性神经元Cd2ap基因敲除（以下简称CKO）小鼠，在体探讨神经元CD2AP缺失对AD表型的影响及其分子机制。
首先，该研究通过免疫印迹和免疫荧光探究CD2AP的时空表达特性。CD2AP 蛋白在不同脑区广泛表达（图1a, b），且在小鼠出生后逐渐下降（图1c, d）。在3月龄WT小鼠大脑皮层和海马中，CD2AP主要表达于神经元和血管内皮细胞（图1e-h）。
图1. CD2AP蛋白的时空表达特性。为了进一步研究神经元CD2AP 在AD中的作用，该研究利用CKO 小鼠与APP/PS1 转基因小鼠交配，获取纯合敲除神经元Cd2ap的APP/PS1 小鼠（CKO × APP/PS1小鼠）（图2a），并进行了一系列行为学和分子生物学检测。旷场试验、Y迷宫新异臂探索试验和条件性恐惧试验结果显示，4月龄CKO × APP/PS1小鼠简单运动能力和焦虑水平无明显差异，但已出现明显的认知功能障碍（图2b-e）。Cd2ap敲除不影响人源性和鼠源性Aβ水平（图2f，g）、APP-FL或CTF水平（图2h-j）。此外，免疫印迹结果揭示了神经元Cd2ap基因敲除导致tau 蛋白磷酸化水平升高（图2h，k，l）。
图2. 神经元Cd2ap敲除促进APP/PS1小鼠AD表型及tau过度磷酸化。蛋白质组学分析发现差异蛋白主要富集于与突触功能相关的通路（图3a-c）。CD2AP缺乏导致突触蛋白水平有下降趋势， CKO × APP/PS1小鼠下降更为显著（图3d-h）。电生理结果显示，CKO × APP/PS1小鼠表现出显著的LTP和I/O曲线变化，提示突触功能受损（图4）。
图3. 蛋白质组学结果及突触相关蛋白检测。
图4. 电生理结果提示神经元CD2AP敲除影响神经突触功能。研究通过检测不同的tau激酶，筛选出p38 MAPK信号通路的激活，并检测其下游细胞凋亡通路关键蛋白CC3（图5a-c），在敲降CD2AP的SH-SY5Y稳转细胞株中进一步验证（图5d-g）。此外，研究通过流式和TUNEL染色进一步验证了敲降CD2AP可促进细胞凋亡（图5h-k）。
图5. CD2AP缺乏激活p38 MAPK信号通路和增加细胞凋亡。最后，研究通过p38 MAPK 抑制剂SB203580治疗发现，该药显著改善了CKO × APP/PS1小鼠的认知障碍，并抑制了tau的过度磷酸化、突触丢失和细胞凋亡水平（图6）。
图6. 抑制p38 MAPK信号通路改善小鼠认知功能、tau病理及突触丢失。总结与展望
该研究结果表明，神经元CD2AP 缺失通过激活p38 MAPK 通路加速AD 表型和病理，且这种作用可被p38 MAPK 抑制剂SB203580 抑制，提示CD2AP/p38 MAPK 有望成为治疗AD的新靶点。
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Advanced Science
2024年4月22日，浙江大学医学院附属第二医院吴志英教授、陶青青副主任医师以及浙江大学高分子科学与工程学系毛峥伟教授共同通讯在Advanced Science在线发表题为“Hybrid Membrane-Coated Nanoparticles for Precise Targeting and Synergistic Therapy in Alzheimer's Disease” 的研究论文。该研究设计融合血小板膜和高表达CC趋化因子受体2（CCR2）细胞膜的杂交细胞膜纳米载体，并同时包载2种小分子药物，以在AD中实现高BBB通过性、颅内炎性病灶精准靶向和双靶点协同治疗。
浙江大学医学院附属第二医院林融融医师和浙江大学高分子科学与工程学系博士研究生金露露为文章的共同第一作者。该工作得到了科技创新2030 脑科学与类脑研究重大项目、浙江省重点研发计划、国家自然科学基金和浙江省自然科学基金的支持。
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The Innovation
目前临床上AD可以通过脑脊液Aβ、tau和p-tau水平和PET-CT检查进行诊断。然而，脑脊液采集具有侵入性，接受度差，往往难以常规实施；而PET-CT检查价格昂贵，难以在早期患者和无症状期人群中普及。开发便捷的AD早期诊断方法一直是该领域的瓶颈问题。
血液样本因其方便、微创等特点在取样上具有优势。近期有几种基于血液的AD生物标志物已有报道，如血浆Aβ42/40比值、p-tau、NEFL、GFAP等。但值得注意的是，目前上述标志物仍不适合于疾病分期。
图1 论文截图2024年1月2日，浙江大学吴志英团队、西湖大学郭天南团队和首都医科大学附属宣武医院贾建平团队在 The Innovation 发表新文章：Alzheimer’s disease early diagnostic and staging biomarkers revealed by large-scale cerebrospinal fluid and serum proteomic profiling。浙江大学医学院附属第二医院神经内科陶青青副主任医师、西湖大学博士生蔡雪、浙江大学医学院附属第二医院博士生薛妍妍和（原）西湖大学数据分析科学家葛伟刚为该论文共同第一作者。该工作得到了浙江省重点研发计划、国家自然科学基金和科技创新2030 脑科学与类脑研究重大项目的支持。
该研究通过机器学习开发了用于AD早期诊断的19种脑脊液蛋白和8种血清的蛋白质panel，且验证了21种脑脊液和18种血清的核心的AD阶段依赖性失调蛋白。
图2 血清和脑脊液助力AD早诊和分期标志物发现
