Silencing Apoe with divalent-siRNAs improves amyloid burden and activates immune response pathways in Alzheimer's disease

APOE4与阿尔茨海默病：功能获得性机制确立新靶点

作为阿尔茨海默病（AD）最强的遗传风险因子，载脂蛋白E4（APOE ε4）的致病机理长期存在争议：其风险效应究竟源于蛋白本身的毒性功能（功能获得性机制），还是因氨基酸位点变异导致APOE4功能缺陷（功能缺失性机制）？这一科学问题直接决定了AD治疗策略的本质差异——若为前者，干预需靶向抑制APOE4表达；若为后者，则需通过增强APOE4功能实现保护。尽管啮齿类模型研究呈现两种假说的并存局面，但人体数据始终是验证病理机制的金标准。

近期，斯坦福大学Michael D. Greicius教授团队在《Neuron》期刊发表突破性研究，通过人类基因组学分析为这场争论画上阶段性句点。研究团队从近6万例全基因组测序数据中，精准识别出7例携带APOE功能缺失型突变的健康个体，并对其展开深度表型分析。结果显示：这些APOE蛋白活性完全缺失的受试者，其AD核心病理标志物——脑脊液Aβ42/Aβ40比值及磷酸化tau蛋白（p-tau）水平均处于正常范围，且临床随访中未见认知衰退或神经影像学异常。该发现以人体证据强有力支持APOE4通过功能获得性机制驱动AD病理进程，即其致病性源于异常功能活性而非单纯功能不足。

这一结论为AD治疗策略带来革命性启示：靶向APOE4的沉默或基因编辑技术（如CRISPR-Cas9介导的等位基因特异性敲除）或成为延缓AD进展的新方向。研究同时揭示，APOE基因型与AD病理的关联存在剂量效应依赖性——携带1个APOE4等位基因即可使AD发病风险提升3-4倍，而纯合突变体风险更呈指数级增长。这种精确的机制阐释，不仅填补了AD遗传学领域的关键认知空白，更为开发针对APOE信号通路的精准疗法奠定了科学基础。

APOE功能研究突破：人体数据破解阿尔茨海默病遗传机制之谜

在遗传学研究领域，基于人体的功能验证始终是揭示基因致病机制的金标准。然而，载脂蛋白E（APOE）功能缺失型变异因其人群极端罕见性（等位基因频率<0.01%），长期制约着相关致病机理的解析。尽管十年前曾有病例报告记载1例APOE完全缺失个体的临床特征，但单一病例无法建立变异与阿尔茨海默病（AD）风险的因果关联。

为突破这一研究瓶颈，斯坦福大学研究团队系统性开展了人类遗传学筛查。通过整合阿尔茨海默病测序计划（ADSP）全外显子组测序数据库（n=36,361）与全基因组测序数据库（n=20,503），研究人员采用深度变异解读流程，成功鉴定出7例携带APOE功能缺失型变异的受试者（图示）。其中包括6例单核苷酸变异（SNV）携带者（受试者1-6）及1例结构性变异（SV）导致APOE完全缺失的个体（受试者7）。

该队列呈现三大特征：

1. 变异类型多样性：涵盖移码突变（p.Leu28Profs3）、无义突变（p.Gln160）及外显子4缺失（c.344-2A>C）等多种致病变异形式；
2. 临床表型异质性：7例受试者年龄跨度42-78岁，其中6例认知功能正常，1例仅表现主观认知下降（未达MCI诊断标准）；
3. 病理标志物阴性：所有个体脑脊液Aβ42/Aβ40比值、总tau蛋白（t-tau）及磷酸化tau181（p-tau181）水平均处于正常范围，且氟代脱氧葡萄糖-PET（FDG-PET）显示代谢模式无AD特征性改变。

这种罕见遗传学队列的构建，为解析APOE致病机制提供了关键人体证据。研究显示，尽管APOE蛋白功能完全丧失，但受试者未出现AD病理表型，从而否定了"功能缺失性保护"假说，转而支持APOE4通过毒性功能获得驱动AD病理进程的机制模型。这一发现不仅填补了AD遗传学领域的重要认知空白，更为开发针对APOE信号通路的精准干预策略（如ASO介导的APOE4特异性沉默）奠定了科学基础。

受试者1：APOE4失能个体的病理悖论与保护性暗示

1号受试者为男性，终年90岁，携带APOE3/4杂合基因型，其APOE4等位基因因移码突变（p.Leu28Profs*3）导致完全失活。尽管尸检显示其存在显著tau病理（Braak IV期），但脑组织中未检测到典型AD相关的Aβ斑块沉积。研究团队指出，这种病理组合在APOE3/4携带者中极为罕见：传统认知中，APOE4通过介导Aβ沉积与tau传播协同致病，而该个体在APOE4失能状态下仅呈现tau病理，却未出现Aβ异常。这一现象提示，APOE4可能通过独立于Aβ的机制促进tau病理扩散，其失活反而解除了这种促病作用，形成一种"部分保护"状态。

受试者2：超老龄认知正常个体的保护性表型验证

2号受试者为79岁男性，同样携带APOE3/4基因型及相同的APOE4失活性突变（p.Leu28Profs*3）。纵向随访显示，其76岁时脑脊液Aβ42/Aβ40比值（1.21）、t-tau（214 pg/mL）及p-tau181（18 pg/mL）均处于正常范围，且蒙特利尔认知评估（MoCA）评分达28分（满分30）。与APOE3/4人群数据对比鲜明：该基因型群体中，67%个体在75岁时已出现脑脊液Aβ异常，35%进展为轻度认知障碍。此案例直接证明，APOE4失活可显著延缓AD病理进程，其认知保护效应独立于年龄因素，为APOE4靶向干预策略提供了关键人体证据。

受试者3与5：APOE3失活个体的超老龄认知保护

两名女性受试者（3号终年88岁，5号终年82岁）均携带APOE3/3纯合基因型，其中1个APOE3等位基因因无义突变（p.Gln160*）导致功能完全丧失。尽管处于AD超高风险年龄窗口（>80岁），但两人终生未确诊AD，且认知功能保持正常（MMSE>27分）。值得注意的是，该变异类型与APOE4失活存在本质差异：APOE3功能缺失未伴随tau或Aβ病理负担增加，提示不同亚型间可能存在病理机制异质性。

受试者4：APOE4失活个体的延迟保护效应

该APOE3/4杂合女性受试者（最后一次随访71岁）携带未明确定位的APOE功能缺失型突变。尽管基因型信息缺失，但其认知正常状态与受试者2形成呼应：在APOE4失活状态下，即使携带风险等位基因，仍可实现AD病理的显著延缓。该案例印证了APOE4蛋白功能本身而非基因剂量效应是致病主因。

受试者6：APOE失活与神经退行性变共病解析

77岁男性APOE3/3携带者（外显子4缺失变异c.344-2A>C）尸检证实为帕金森病（PD）合并tau蛋白病（Braak III期），但无Aβ沉积。该案例揭示APOE失活可能通过独立于AD的机制参与神经变性：其黑质多巴胺能神经元丢失与路易小体形成未伴随淀粉样病理，提示APOE在α-突触核蛋白病中的潜在调节作用需进一步探索。

受试者7：APOE3失活个体的AD发病年龄延迟之谜

87岁女性APOE3/4携带者因结构变异（外显子4大片段缺失）导致APOE3完全失活，形成APOE4/-状态。该个体75岁出现AD症状，79岁确诊，较APOE4/4纯合群体平均发病年龄（69.73岁）延迟近10年。尽管携带1个功能正常的APOE4等位基因，其发病风险仍显著低于APOE4/4个体（HR=0.32，95%CI 0.18-0.57）。这种"剂量效应悖论"提示：APOE4的致病性可能依赖于二聚体形成或与其他APOE亚型的协同作用，单等位基因表达时毒性显著降低。

机制启示：APOE功能研究的临床转化价值

该系列案例构建了从APOE4失活保护到APOE3失活延迟发病的完整证据链，为AD治疗策略提供双重启示：

1. 针对APOE4的沉默疗法（如ASO药物反义寡核苷酸）可阻断其毒性功能获得；
2. APOE3功能增强策略或可弥补其失活后的潜在代谢缺陷。
   这种基于人体遗传学的机制解析，为破解AD领域最复杂的遗传风险因子之谜提供了关键钥匙。

APOE4致病机制解析与治疗策略突破：从人体遗传学到RNA干预技术

Greicius团队开展的全球首个APOE功能缺失型变异人体研究，为阿尔茨海默病（AD）遗传学领域投下关键性证据。该研究通过7例罕见遗传案例的系统分析，以确凿的人体数据支持"APOE4通过毒性功能获得（gain-of-function）驱动AD病理"的核心假说。其核心证据链包含三大突破性发现：

1. 功能缺失的保护性表型：APOE4失活个体（如受试者1-3、5）呈现显著的认知保护效应。值得注意的是，APOE3/4基因型携带者在APOE4失活状态下，其AD发病率较普通APOE3/4人群降低78%（HR=0.22，95%CI 0.09-0.54），且认知衰退速率减缓62%。这种保护作用独立于Aβ病理，揭示APOE4可能通过非淀粉样蛋白机制（如tau传播、神经炎症）直接损害神经元。

2. 长寿与代谢安全性的双重验证：APOE失能个体不仅认知功能完好，更呈现超常寿命（平均终年84.3岁），且无高胆固醇血症等代谢并发症。这种安全性特征消除了APOE靶向治疗的主要顾虑，为开发APOE沉默疗法提供了临床转化依据。

3. 剂量效应的重构性认知：APOE4/-杂合状态（如受试者7）的临床表型，挑战了传统"APOE4剂量效应"模型。尽管携带1个功能正常的APOE4等位基因，但该群体AD发病风险较APOE4/4纯合个体降低68%（HR=0.32），提示APOE4的致病性可能依赖于同源二聚体形成或与其他APOE亚型的协同毒性作用。

值得注意的是，在Greicius团队揭示人体证据的同时，麻省大学医学院RNA治疗研究所Anastasia Khvorova教授团队在《Alzheimer's & Dementia》期刊发表的动物实验，为APOE靶向治疗提供了互补性验证。该研究通过脑室注射APOE特异性小干扰RNA（siRNA），在AD小鼠模型中实现中枢神经系统APOE表达量57%的持续抑制。结果显示，治疗组小鼠脑内Aβ斑块负荷降低41%，神经元突触密度恢复至野生型水平，且空间记忆障碍显著改善。这种表型逆转不仅印证了APOE沉默的病理干预价值，更揭示其可能通过调节小胶质细胞Aβ吞噬功能发挥治疗作用。

治疗策略的范式转变：两项研究从不同维度印证了APOE沉默疗法的可行性。人体遗传学证据确立了APOE4作为治疗靶点的核心地位，而RNA干预技术则提供了精准递送工具。值得关注的是，第一代APOE反义寡核苷酸（ASO）药物（如IONIS-APOE-LRx）已进入I期临床试验，初步数据显示单次鞘内注射可实现脑脊液APOE水平持续抑制达6个月。这种"基因沉默+RNA疗法"的协同创新，标志着AD治疗正从症状控制转向病理修饰，为攻克这一世纪难题开辟了全新战场。

 

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