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2025年5月20日，加州大學Sushil K. Mahata在Nature communications發表： Chromogranin A deficiency attenuates tauopathy by altering epinephrine–alphaadrenergic receptor signaling in PS19 mice，揭示了嗜鉻粒蛋白A缺乏通過改變去甲腎上腺素-α-腎上腺素受體信號傳導，減輕了PS19小鼠中的Tau蛋白病變。

代謝紊亂如胰島素抵抗和高血壓，是衰老和神經退行性疾病的潛在風險因素。這些狀況在嗜鉻粒蛋白A（CgA）敲除小鼠中可以被逆轉。已知CgA與包括阿爾茨海默?。ˋD）在內的神經退行性疾病患者大腦中的蛋白質聚集有關。作者研究了CgA在AD和皮質基底節變性癥（CBD）中Tau蛋白病變的作用。在Tau蛋白病變小鼠模型（PS19）中敲除CgA（CgA-KO/PS19）可減少病理性Tau蛋白的聚集與擴散，延長壽命并改善認知功能。對小鼠大腦皮層進行轉錄組和代謝物分析發現，與野生型小鼠相比，PS19小鼠中α-1-腎上腺素受體（Adra1）表達升高，腎上腺素（EPI）水平也較高，這一現象與AD和CBD患者中的觀察結果相似。而在PS19小鼠中敲除CgA后，皮層中腎上腺素水平和Adra1的表達恢復到正常水平。在體外培養的野生型海馬器官型切片中，使用腎上腺素或Adra1激動劑處理會促進Tau蛋白的過度磷酸化和神經纖維纏結的形成；而使用Adra1拮抗劑則可抑制這些過程。在CgA缺失的情況下，這些效應不再發生改變。這些研究結果表明CgA參與了Tau蛋白病變的發生發展，并揭示了腎上腺素與Adra1信號通路和CgA之間的相互作用在Tau蛋白病變中的重要作用。

圖一 在AD和CBD患者樣本以及 PS19轉基因小鼠中， CgA的蛋白水平升高

作者測定了AD和CBD患者腦組織裂解液中的CgA蛋白水平。結果顯示，在Braak VI期AD患者的額葉皮層和海馬裂解液中，CgA蛋白水平顯著高于Braak 0-II期患者，且與病理性Tau蛋白磷酸化水平升高相關。而CgA的mRNA水平在不同Braak分期間沒有明顯變化。對AD患者海馬組織的免疫組化分析顯示，Braak VI期患者的CgA積累顯著高于Braak 0-II期。同樣地，在CBD患者的額葉皮層中也發現了CgA水平升高的現象。與人類樣本一致，PS19小鼠的皮層蛋白印跡和海馬免疫組化結果顯示其CgA蛋白水平高于野生型小鼠，但CgA的mRNA水平并無顯著差異。使用CgA抗體和錯誤折疊Tau蛋白特異性抗體對Braak VI期海馬組織進行共染色，顯示出CgA與聚集的Tau纏結高度共定位。Braak I或Braak 0期海馬組織中CgA免疫熒光較弱，且無MC1陽性染色。為了直接測試CgA對神經元中Tau病理的影響，作者培養了轉導了AAV2-MAPT（P301S）并用預制合成Tau纖維（K18/PL）處理的原代神經元。加入CgA后，MC1抗體檢測到錯誤折疊Tau物種顯著增加，證實了CgA介導的Tau病理增強作用。為了研究CgA缺失本身如何影響Tau磷酸化和神經纖維纏結的形成，從野生型和CgA-KO幼鼠（出生后第7–8天）中分離出海馬器官型切片培養物并通過AAV轉導TauP301S，再以合成Tau纖維（K18/PL）進行播種誘導。與野生型切片相比，CgA-KO切片中p-Tau和錯誤折疊Tau物種顯著減少。這些觀察結果表明，CgA可誘發Tau病理負擔，而CgA缺失則能減輕Tau病理。

圖二 CgA缺乏減輕Tau蛋白病變

為了系統闡明CgA在Tau介導的神經退行性病變中的作用，作者將PS19小鼠與CgA-KO小鼠雜交獲得CgA-KO/PS19小鼠。在九月齡時，尼氏染色結果顯示，PS19小鼠出現明顯的腦萎縮，海馬體積減小。相比之下，CgA-KO/PS19小鼠僅表現出輕微的腦萎縮。尼氏染色腦切片的形態學分析顯示，PS19小鼠的齒狀回（DG）、CA1和CA3區厚度顯著低于CgA-KO/PS19和野生型小鼠。皮層裂解液的蛋白印跡結果驗證了CgA-KO/PS19小鼠中CgA的缺失。與PS19小鼠相比，CgA-KO/PS19小鼠中病理性Tau磷酸化水平明顯降低。同時，PS19小鼠皮層中CgA水平高于野生型小鼠。此外，PS19小鼠皮層裂解液中突觸后密度蛋白95（PSD95）水平顯著下降，表明存在突觸丟失，而這一現象在CgA-KO/PS19小鼠中得到了緩解。蛋白印跡還顯示，CgA-KO/PS19小鼠海馬組織中的p-Tau水平也顯著降低。與皮層結果一致，海馬組織中PSD95的表達在PS19小鼠中減少，在CgA-KO/PS19小鼠中恢復。CgA-KO/PS19小鼠海馬組織中p-Tau水平低于PS19小鼠。在九個月大的PS19小鼠海馬（DG和CA3區域）中，錯誤折疊的Tau蛋白數量顯著多于CgA-KO/PS19小鼠。這些結果表明，CgA促進了Tau的磷酸化和神經纖維纏結的形成。為了量化PS19與CgA-KO/PS19小鼠皮層中具有播種能力的Tau種子水平差異，作者采用了熒光共振能量轉移實驗，使用穩定表達CFP/YFP標記的Tau-RD蛋白的HEK293T細胞進行檢測。結果顯示，CgA-KO/PS19小鼠粗制腦裂解液中的FRET信號較低，表明其Tau播種能力減弱。在三月齡的PS19和CgA-KO/PS19小鼠齒狀回中立體定位注射了合成的K18Tau纖維。注射六周后，PS19小鼠對側海馬的CA3區出現了明顯的由纖維誘導的Tau病理擴散，而在CgA-KO/PS19小鼠中幾乎未見此類擴散，表明CgA促進了Tau的傳播。進一步使用Myc和MC1抗體進行免疫組化染色表明，K18纖維誘導的Tau擴散病理來源于內源性Tau的聚集，而非注射的K18纖維本身。CgA-KO/PS19小鼠海馬中的突觸數量明顯多于PS19小鼠，這與皮層和海馬裂解液中PSD95水平升高一致。PS19小鼠的突觸前神經元中突觸囊泡數量明顯少于野生型和CgA-KO/PS19小鼠。綜上所述，CgA在Tau誘導的神經退行性病變中發揮了促進神經退變的作用。

圖三 CgA的缺失改善了PS19小鼠的空間學習與記憶能力，并延長了其壽命

作者對四種基因型的小鼠同胞（野生型、CgA-KO、PS19和CgA-KO/PS19）進行了行為學評估。在Morris水迷宮（MWM）測試中，在訓練階段，與野生型和CgA-KO小鼠相比，PS19小鼠在找到平臺前需要游更長的距離、花費更多的時間，并且在整個七天的訓練過程中沒有表現出學習能力的改善，表明PS19小鼠存在空間學習障礙。相比之下，CgA-KO/PS19小鼠的學習缺陷得到了完全恢復。PS19小鼠進入目標象限所用時間更長，進入次數更少，顯示出記憶功能受損，而CgA-KO/PS19小鼠的表現與野生型小鼠無明顯差異。值得注意的是，PS19小鼠與CgA-KO/PS19小鼠在體重和游泳速度方面保持相似，表明CgA-KO/PS19小鼠找到平臺所需時間縮短并非由于游泳速度更快。在新物體識別（NOR）測試中，CgA-KO/PS19小鼠比PS19小鼠更傾向于探索新物體，表明其短期記憶能力得到改善。此外，在轉棒實驗中，CgA-KO/PS19小鼠在多次測試中均表現出顯著改善的運動功能。綜上所述，這些行為學測試結果表明，在PS19小鼠中敲除CgA可以顯著恢復其學習和記憶相關的行為表現。接下來，作者測定了PS19與CgA-KO/PS19小鼠的壽命。結果顯示，CgA-KO/PS19小鼠的中位壽命延長至13.22個月，而PS19小鼠僅為10.12個月，表明CgA缺失可使壽命顯著延長約30%。值得注意的是，57%的CgA-KO/PS19小鼠在12月齡時仍保持相對健康狀態，未出現明顯的疾病癥狀；23.6%的CgA-KO/PS19小鼠存活至14.5個月，而此時所有PS19小鼠均已死亡。綜上所述，這些研究結果突顯了在PS19小鼠模型中敲除CgA所帶來的益處：不僅顯著改善了認知功能，還有效緩解了早亡現象。

圖四 在AD、CBD以及PS19轉基因小鼠中，升高的腎上腺素水平通過α-1腎上腺素能信號通路加劇OTSC中的Tau蛋白病變

由于EPI和NE都是腎上腺素受體的內源性激動劑，上述結果提示它們可能都參與了Adra1介導的疾病進展。因此，作者檢測了AD患者的前額葉皮層、海馬和腦脊液中的EPI和NE水平。與Braak 0-2期樣本相比，Braak VI期AD患者的前額葉皮層、海馬和腦脊液中均觀察到EPI水平顯著升高。而在前額葉皮層和海馬中，NE水平沒有明顯變化，腦脊液中的NE水平反而有所下降。與AD樣本類似，CBD患者的前額葉皮層樣本也表現出比正常對照更高的EPI水平，而NE水平在CBD患者與對照之間無顯著差異。AD和癡呆患者的腦脊液中EPI濃度升高，并與疾病進展相關，而患者與非患者之間的NE水平差異不明顯。與野生型、CgA-KO和CgA-KO/PS19小鼠相比，PS19小鼠皮層中的EPI和NE水平均顯著升高。PS19小鼠血漿中的EPI水平也呈現相似的變化趨勢，其NE水平升高，而CgA-KO和CgA-KO/PS19小鼠中的NE水平則未見明顯變化。鑒于EPI和NE均無法穿過血腦屏障，這些結果表明CgA可能在調控大腦局部兒茶酚胺生成方面起關鍵作用。由于EPI在PS19小鼠以及CBD和AD樣本中均表現出一致的升高趨勢，作者特別關注了EPI的作用。為了測試EPI對Tau病理的影響，在表達P301S人源Tau蛋白并接種K18纖維的野生型器官型切片培養物中進行了EPI處理實驗。蛋白印跡和免疫組化分析顯示，EPI顯著誘導了Tau的磷酸化和聚集，EPI無法誘導Tau的磷酸化或聚集形成。這些觀察結果突顯了升高的EPI水平在Tau病理發展中的潛在作用，并表明這一過程受到CgA的調控。為進一步驗證CgA-EPI-Adra1信號軸對Tau病理的調控作用，作者在器官型切片培養物中同時使用EPI和PR（Adra1拮抗劑）進行共處理。EPI與PR共處理顯著降低了EPI誘導的Tau聚集和磷酸化水平，表明EPI是通過激活Adra1信號通路來加重Tau病理的。

該研究首次發現CgA在tau蛋白病變中的作用，擴展了對tau蛋白病（如AD）發病機制的理解。它表明，除了直接針對tau蛋白本身外，調節相關信號通路也可能成為治療策略的一部分。

文章來源

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59682-6