阿尔茨海默病治疗药物Lecanemab通过诱导小胶质细胞的淀粉样蛋白清除程序减轻Aβ病理

The Alzheimer's therapeutic Lecanemab attenuates Aβ pathology by inducing an amyloid-clearing program in microglia

作者信息Giulia Albertini, Magdalena Zielonka, Marie-Lynn Cuypers, An Snellinx, Ciana Xu, Suresh Poovathingal, Marta Wojno, Kristofer Davie, Veerle van Lieshout, Katleen Craessaerts, Leen Wolfs, Emanuela Pasciuto, Tom Jaspers, Katrien Horré, Lurgarde Serneels, Mark Fiers, Maarten Dewilde, Bart De Strooper
PMID41286448
发布时间2025-11-24
DOI10.1038/s41593-025-02125-8

实验完整度

包含体外小胶质细胞-脑片共培养、人小胶质细胞异种移植小鼠模型、免疫正常小鼠模型、Nova-ST空间转录组、scRNA-seq及功能验证。

主要模型

人小胶质细胞异种移植AppNL-G-FCsf1rΔFIRE/ΔFIRE小鼠 免疫正常AppNL-G-F小鼠 非异种移植AppNL-G-FCsf1rΔFIRE/ΔFIRE小鼠(微胶质缺失模型)

重点核对

Lecanemab给药剂量:10 mg/kg,每周一次腹腔注射,持续8周 Lecanemab LALA-PG作为Fc沉默对照,人IgG1或IgG2a作为同型对照 免疫正常小鼠使用mAb158(鼠源Lecanemab)及其LALA-PG变体 在微胶质缺失的AppNL-G-FCsf1rΔFIRE/ΔFIRE小鼠(未移植人微胶质)中验证Lecanemab无效 体内吞噬实验使用Methoxy-X04(10 mg/kg,腹腔注射),处死前3小时注射

摘要

关于抗淀粉样蛋白免疫疗法的争议凸显了阐明其作用机制的必要性。在此,我们证明Lecanemab(一种领先的抗β-淀粉样蛋白(Aβ)抗体)通过激活小胶质细胞效应功能来介导淀粉样蛋白清除。利用人小胶质细胞异种移植小鼠模型,我们显示Lecanemab显著减少Aβ病理及相关的神经突损伤,而Fc沉默的Lecanemab或小胶质细胞缺乏(尽管斑块结合完整)均不能产生这种效应。单细胞RNA测序和空间转录组分析揭示,Lecanemab诱导一个聚焦的转录程序,增强吞噬作用、溶酶体降解、代谢重编程、干扰素γ基因和抗原呈递。最后,我们确定SPP1/骨桥蛋白是Lecanemab治疗诱导的主要因子,并证明其在促进Aβ清除中的作用。这些发现强调,有效的淀粉样蛋白清除依赖于通过Fc片段参与小胶质细胞,为优化阿尔茨海默病的抗淀粉样蛋白治疗提供了重要见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
抗Aβ抗体Lecanemab清除淀粉样斑块的确切机制是什么,特别是小胶质细胞和Fc效应功能的作用?
核心机制
Lecanemab通过Fc片段介导小胶质细胞FcγR激活,诱导小胶质细胞转录程序,增强吞噬和溶酶体功能,其中SPP1/骨桥蛋白是关键效应因子。
主要证据
在人微胶质异种移植小鼠模型中,Lecanemab显著减少Aβ病理,而Fc沉默版本或微胶质缺失时无效;空间转录组和scRNA-seq显示吞噬和溶酶体途径富集,且SPP1水平升高;体外OPN刺激增强微胶质清除Aβ。
研究意义
揭示了有效淀粉样蛋白清除依赖于Fc介导的小胶质细胞参与,为优化抗淀粉样蛋白治疗策略(如增强Fc效应功能)提供理论依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证Lecanemab与淀粉样斑块的结合及微胶质摄取

确认Lecanemab能否结合斑块并被小胶质细胞内吞,以及Fc片段是否必要

对4月龄异种移植小鼠每周腹腔注射Lecanemab或Lecanemab LALA-PG(10 mg/kg),处理2或8周后,通过免疫荧光染色观察人IgG和Aβ斑块共定位。

2

评估Lecanemab对淀粉样病理的改善作用

测试Lecanemab能否减少Aβ斑块负荷,并确定Fc和微胶质是否必要

对异种移植小鼠分别用IgG1、Lecanemab或Lecanemab LALA-PG处理8周后,通过X-34和82E1染色定量斑块面积,MSD检测不溶和可溶Aβ水平;另在免疫正常AppNL-G-F小鼠用mAb158及其LALA-PG变体验证;并在非异种移植小鼠中测试Lecanemab。

3

验证Lecanemab诱导小胶质细胞吞噬Aβ

证明Lecanemab能否增强小胶质细胞对Aβ的吞噬

体外使用AppNL-G-F脑片与Lecanemab或对照预孵育,加入人微胶质细胞共培养3天,检测Aβ面积;体内经Methoxy-X04注射后流式检测CD45+微胶质中X04+比例。

4

解析Lecanemab对小胶质细胞转录组的影响

揭示Lecanemab诱导的微胶质转录重编程,找出关键通路和基因

对Lecanemab或IgG1处理的异种移植小鼠提取人微胶质进行scRNA-seq,并进行WGCNA、GSEA及空间转录组(Nova-ST)分析,比较斑块邻近区域的变化。

5

验证SPP1/骨桥蛋白在Aβ清除中的作用

测试Lecanemab诱导的SPP1/OPN是否促进小胶质细胞清除Aβ

在体外脑片清除实验系统中,用人OPN(0-1350 ng/ml)刺激人微胶质细胞,检测Aβ斑块面积变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
pTRIOZ-hIgG表达载体InvivoGen--
CHOgro高产表达系统Mirus BioMIR 6270
AmMag蛋白A磁珠GenScriptL00939
AmMag SA Plus系统GenScriptL01013
人IgG1同型对照Imtec DiagnosticsLT9005
小鼠IgG2a同型对照LeincoP381
Aβ1-42rPeptideA-1163-2
基质胶VWR InternationalBDAA356277
E8‑Flex培养基Thermo Fisher ScientificA2858501
AccutaseSigma-AldrichA6964
mTeSR1培养基STEMCELL Technologies15883465
X-VIVO培养基Lonza02-060Q
骨形态发生蛋白4PeproTech--
血管内皮生长因子PeproTech--
干细胞因子PeproTech--
巨噬细胞集落刺激因子PeproTech--
白细胞介素-3PeproTech--
Fms样酪氨酸激酶3配体PeproTech--
促血小板生成素PeproTech--
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子PeproTech--
杜氏磷酸盐缓冲盐水Gibco14190-144
BLZ945Asclepia Outsourcing SolutionsBLZ945
肝素LEO--
组织冷冻介质Leica14020108926
甲醛Sigma-Aldrich1.00496
胃蛋白酶Sigma-AldrichP7000-25G
SSC缓冲液Sigma-AldrichS6639-1L
牛血清白蛋白Sigma-AldrichA9576-50ML
Triton X-100Sigma-AldrichX-100-5ML
核糖核苷钒酰复合物NEBS1402S
山羊抗人IgG Alexa Fluor 647Thermo Fisher ScientificA-21445
兔抗Aβ (D54D2) Alexa Fluor 594Bioké35363S
小鼠抗人CD45 Alexa Fluor 488BioLegend304017
DAPISigma-AldrichD9542
Nikon NiE显微镜Nikon--
Nikon AX共聚焦显微镜系统Nikon--
X-34Sigma-AldrichSML1954
Triton X-100Sigma-AldrichT9284-100ML
P-TER缓冲液Thermo Fisher Scientific78510
完全蛋白酶抑制剂混合物Roche11697498001
PhosSTOP磷酸酶抑制剂混合物Roche4906845001
盐酸胍Sigma-AldrichG3272
二水合磷酸二氢钠VWR928015.294
二水合磷酸氢二钠Supelco106580.100
氯化钠VWR27788.297
Block AceBio-RadBUF029
牛血清白蛋白Miltenyi130-091-376
CHAPSSigma-AldrichC3023
MSD板----
Sulfo-TAG标记的抗Aβ N端检测抗体----
MSD Sector Imager 2400AMeso Scale Discovery--
MESO QuickPlex SQ 120MMMeso Scale Discovery--
重组人骨桥蛋白Preprotec120-35
胎牛血清Gibco10270106
神经组织解离试剂盒PMiltenyi130-092-628
PercollGE Healthcare17-5445-02
Fc受体封闭试剂(小鼠)Miltenyi130-092-575
Fc受体封闭试剂(人)Miltenyi130-059-901
PE标记泛CD11b抗体Miltenyi130-113-806
BV421标记小鼠CD45抗体BD Biosciences563890
APC标记人CD45抗体BD Biosciences555485
Total-Seq A细胞哈希抗体BioLegend--
eFluor 780活力染料Thermo Fisher Scientific65-0865-14
MACSQuant Tyto流式细胞分选仪Miltenyi--
BD Fortessa流式细胞仪BD Biosciences--
Chromium Next GEM芯片G10x GenomicsPN 2000177
HiSeq4000测序平台Illumina--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
抗体设计与处理
Lecanemab、Lecanemab LALA-PG、mAb158及mAb158 LALA-PG的序列和Fc突变;给药剂量和频率
阅读提示:Methods:Antibodies: design, production and quality control; Study design
动物模型
AppNL-G-FCsf1rΔFIRE/ΔFIRE、AppNL-G-F、AppHu小鼠的基因型、微胶质缺失与否、是否异种移植人微胶质
阅读提示:Methods:Mice and husbandry; Study design; 图2图例
微胶质异种移植
H9胚胎干细胞分化方案、移植细胞数(5×10^5)、移植时间(P4)
阅读提示:Methods:Human microglial progenitors and xenotransplantation
Lecanemab处理
给药剂量10 mg/kg、频率每周一次、持续时间8周(某些实验6-8月龄),腹腔注射
阅读提示:Results(图2a);Methods:Study design
病理评估
X-34和82E1染色定量、MSD检测可溶和不溶Aβ38/40/42的方法、样本量
阅读提示:Methods:Immunofluorescence on vibratome sections; Brain extraction, soluble and insoluble Aβ, and MSD quantification; 图2图例
转录组分析
Nova-ST流程、scRNA-seq建库参数、数据分析参数(阈值等)
阅读提示:Methods:Spatial transcriptomics with Nova-ST; Single-cell sequencing data analysis
体外和体内吞噬实验
体外脑片清除实验条件(抗体浓度、细胞数、时间)、体内Methoxy-X04剂量和注射时间
阅读提示:Methods:Ex vivo plaque clearance assay; Isolation of human microglia for flow cytometry and scRNA-seq; 图3图例