MST1通过调控新型DPP8/NLRP1/Caspase-1/GSDMD-N轴促进阿尔茨海默病中的小胶质细胞焦亡和神经炎症

MST1 promotes microglial pyroptosis and neuroinflammation in alzheimer's disease by regulating the novel DPP8/NLRP1/Caspase-1/GSDMD-N axis

作者信息Dongqing Cui, Shuangwu Liu, Yanxia Liu, Shuqi Luo, Yurui Sheng, Shuaiyong Zhang, Pengfei Lin
PMID41689046
发布时间2026-02-13
DOI10.1186/s12974-026-03732-3

实验完整度

高

包含临床样本分析、5xFAD小鼠模型、细胞实验(BV2和HT22)及TMT蛋白质组学等多层级验证,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

5xFAD小鼠 BV2小胶质细胞系 HT22海马神经元细胞系 AD患者和健康对照的外周血样本

重点核对

5xFAD小鼠(6月龄雄性)及C57BL/6J对照 AAV-shRNA-MST1(Iba1启动子)脑室内注射,剂量2μL/侧脑室 BV2细胞LPS(1μg/mL)和ATP(5mM)处理诱导焦亡 siMST1和siDPP8转染 Morris水迷宫测试评估认知功能

摘要

阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经退行性疾病,其特征是β-淀粉样蛋白(Aβ)诱导的脑稳态破坏,导致神经元损伤和认知障碍。越来越多的证据证实,小胶质细胞驱动的神经炎症是驱动AD进展的核心机制。哺乳动物Ste20样激酶1(MST1)在细胞凋亡、免疫炎症和氧化应激中发挥关键的调节作用。我们团队之前的研究揭示,MST1调节神经元的线粒体氧化应激,参与AD的发病机制。在这里,我们显示MST1在AD患者外周血、5xFAD小鼠血清以及5xFAD小鼠海马和皮层脑组织中激活为p-MST1,这种效应与慢性炎症刺激下的小胶质细胞焦亡相关。在5xFAD小鼠海马和皮层组织中敲低MST1可改善认知缺陷,降低p-tau蛋白水平,并减轻神经变性和神经炎症反应。同时,MST1敲低抑制了小胶质细胞的异常激活,减少了炎症细胞因子的释放,并最终减轻了小胶质细胞焦亡。在机制上,我们发现MST1敲低调节DPP8蛋白表达,从而调节NLRP1/Caspase-1/GSDMD-N信号轴以抑制小胶质细胞焦亡并减轻神经免疫炎症。总之,MST1敲低通过防止小胶质细胞免疫炎症稳态的破坏改善了AD疾病进展。因此,我们提出将MST1作为阻止阿尔茨海默病神经炎症和进展的有前景的治疗策略。

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
MST1在AD中是否通过调控小胶质细胞焦亡和神经炎症影响疾病进展,其分子机制是什么?
核心机制
MST1敲低上调DPP8表达,抑制NLRP1/Caspase-1/GSDMD-N信号轴,从而抑制小胶质细胞焦亡并减轻神经炎症。
主要证据
在5xFAD小鼠中,MST1敲低改善认知功能,降低p-tau水平,减少神经变性和神经炎症;在BV2细胞中,MST1敲低抑制LPS+ATP诱导的焦亡,而DPP8敲低逆转此效应。
研究意义
靶向MST1可能成为阻止AD神经炎症和疾病进展的潜在治疗策略;p-MST1可能作为AD诊断的候选生物标志物(需进一步验证)。

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

临床样本分析

评估AD患者外周血中p-MST1水平及其与疾病严重程度的相关性。

收集35例AD患者和35例健康对照外周血,检测p-MST1和p-tau181水平,进行相关性分析和ROC曲线评估诊断价值。

2

AD模型验证MST1激活

验证MST1在AD动物模型和细胞模型中的表达和激活。

检测6月龄5xFAD小鼠海马和皮层中p-MST1/MST1比值,以及Aβ1-42处理的BV2细胞中p-MST1水平。

3

MST1敲低对5xFAD小鼠认知功能的影响

评估小胶质细胞特异性MST1敲低对5xFAD小鼠认知功能的影响。

通过脑室内注射AAV-shRNA-MST1(Iba1启动子)实现小胶质细胞特异性敲低,1个月后进行Morris水迷宫测试。

4

MST1敲低对神经病理的影响

检测MST1敲低对tau磷酸化和神经元损伤的影响。

通过Western blot和免疫荧光检测p-tau、p-GSK3β水平,通过HE和Nissl染色评估神经元损伤。

5

MST1敲低对神经炎症和小胶质细胞极化的影响

检测MST1敲低对胶质细胞激活、炎症因子表达和小胶质细胞极化的影响。

通过免疫荧光检测GFAP和Iba1表达,RT-qPCR检测炎症因子mRNA,Western blot和双免疫荧光检测M1/M2标志物。

6

MST1敲低对焦亡通路的影响

验证MST1敲低是否通过NLRP1/Caspase-1/GSDMD-N轴抑制小胶质细胞焦亡。

在5xFAD小鼠和LPS+ATP诱导的BV2细胞模型中检测焦亡相关蛋白表达,并在细胞模型中敲低MST1和DPP8进行功能验证。

7

蛋白质组学分析

寻找MST1下游调控蛋白。

对5xFAD+sh-Ctrl和5xFAD+sh-MST1小鼠海马组织进行TMT定量蛋白质组学分析。

8

细胞共培养实验

验证MST1和DPP8对小胶质细胞介导的神经元损伤的影响。

将处理后的BV2细胞与HT22细胞共培养,检测HT22细胞状态、炎症因子释放和凋亡。

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
DMEM培养基Gibco11995065
胎牛血清LonseraS7100-001
青霉素-链霉素SolarbioP1410
β-淀粉样蛋白(1-42)寡聚体上海强耀生物科技有限公司04010064589
脂多糖SigmaL2880
三磷酸腺苷MedChemExpressHY-B2176
Lipofectamine™ 3000转染试剂InvitrogenL3000-015
AAV-shRNA-MST1汉恒公司--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒SolaibioPC0020
PVDF膜MilliporeISEQ00010
ECL化学发光检测试剂Merck MilliporeWBKLS0050
抗原修复液BeyotimeP0083
山羊抗小鼠/兔IgG Alexa Fluor Plus 488Abcam--
山羊抗兔IgG Alexa Fluor 647Abcam--
RNA快速纯化试剂盒ES Science BiotechRN002
Evo M-MLV反转录试剂盒Accurate Biotechnology Co., Ltd.AG11711
SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
QuantStudio 5实时荧光定量PCR系统ThermoFisher Scientific--
尼氏染色试剂盒ServicebioG1036
CCK-8试剂MedChemExpressHY-K0301
乳酸脱氢酶检测试剂盒南京建成科技有限公司A020-2
小鼠p-MST1 ELISA试剂盒----
人p-MST1 ELISA试剂盒----
人p-Tau181 ELISA试剂盒----
膜联蛋白V-FITC/PI凋亡检测试剂盒VazymeA211-01
TMT®标记试剂盒和试剂Thermo--

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
临床样本收集
AD患者和健康对照的纳入标准、年龄和性别匹配、样本量(35例/组)、血液采集和处理方法
阅读提示:Materials and methods: Study participants
动物模型
小鼠品系(5xFAD和C57BL/6J)、性别(雄性)、年龄(6月龄)、饲养条件、随机化和盲法
阅读提示:Materials and methods: Mice
细胞培养和处理
BV2和HT22细胞来源、培养基和培养条件、Aβ1-42和LPS/ATP处理浓度和时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment
细胞转染
siRNA序列、转染试剂和转染条件
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection
脑室内注射
AAV注射体积和速率、立体定位坐标、术后恢复时间
阅读提示:Materials and methods: Intracerebroventricular injections
行为学测试
Morris水迷宫训练天数、每天训练次数、平台撤除时间、统计指标
阅读提示:Materials and methods: Morris water maze test
分子检测
Western blot抗体信息、蛋白上样量、RT-qPCR引物序列、免疫荧光抗体稀释比例
阅读提示:Materials and methods: Western blotting analysis, RT-qPCR, Immunofluorescence
蛋白质组学
TMT标记试剂、质谱平台、差异蛋白筛选标准
阅读提示:Materials and methods: TMT-based proteomic analysis