远红外光照射通过增加小胶质细胞外分泌ATP增强Aβ清除并改善阿尔茨海默病样小鼠的认知缺陷

背景：暴露于阳光可能降低患阿尔茨海默病(AD)的风险，可见光和近红外光已被提出作为AD的可能治疗策略。在此，我们研究了可见光、近红外光和远红外光(FIR)对AD小鼠认知能力的影响，发现FIR光在改善AD认知功能障碍方面也显示出潜力。然而，相关机制仍有待阐明。方法：使用Morris水迷宫评估光处理后的APPswe/PSEN1dE9双转基因AD小鼠的认知能力。Western blot检测突触功能和淀粉样蛋白-β(Aβ)产生相关蛋白的表达。使用酶联免疫吸附测定法测定白细胞介素(IL)-1β、IL-6、Aβ1-40和Aβ1-42的蛋白量。使用实时定量聚合酶链反应检测受体的mRNA水平。免疫染色用于表征AD小鼠脑中的Aβ负荷和小胶质细胞Aβ吞噬作用。通过流式细胞术评估原代培养的小胶质细胞和BV2的Aβ吞噬作用。使用相关检测试剂盒评估能量代谢变化，包括三磷酸腺苷(ATP)、乳酸含量、线粒体呼吸链复合物酶活性和氧化/还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸检测试剂盒。结果：我们的结果表明，FIR光减少了Aβ负荷（AD神经病理学的标志），减轻了神经炎症，恢复了突触前蛋白突触素(synaptophysin)的表达，并改善了AD小鼠的学习和记忆障碍。FIR光增强了线粒体氧化磷酸化途径以增加ATP产生。这种增加的细胞内ATP促进了受Aβ刺激的小胶质细胞的细胞外ATP释放，通过磷酸肌醇3-激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白途径增强Aβ吞噬作用以实现Aβ清除。结论：我们的发现揭示了FIR光在诱导小胶质细胞吞噬清除Aβ方面的一项先前未被重视的功能，这可能是FIR光改善AD小鼠认知功能障碍的机制。这些结果表明，FIR光治疗是AD的一种潜在治疗策略。