阿爾茲海默癥（Alzheimer disease，AD）是最常見的精神退行性疾病，以認知障礙為主要臨床表現，其護理和治療為患者家屬和社會都帶來沉重負擔。

AD新藥靶點以及作用于新藥靶點的藥物探索是科學家和藥企正在攻克的主要難題。β-淀粉樣蛋白（β-amyloid，Aβ）沉積是阿爾茲海默癥的主要發病機制之一。

自噬是溶酶體介導的一種普遍存在的機體內細胞降解自身細胞器以及功能異常蛋白的過程，是細胞自穩的保護機制。

過氧化物酶體增殖活化受體α（PPARA）是PPAR家族的一個成員，可通過靶向目的基因啟動子區域的PPAR反應元件從而對參與糖脂代謝以及炎癥反應的基因進行調控，從而在細胞分化、發育以及糖脂代謝起關鍵作用，研究發現PPARA基因的遺傳變異與AD風險相關，但其在阿爾茲海默癥發病機制中具體的分子機制尚不清楚。

2019年4月，中國科學院昆明動物研究所在權威期刊雜志《Autophagy》（影響因子：11.1）發表了題為“Activation of PPARA-mediated autophagy reduces Alzheimer disease-like pathology and cognitive decline in a murine model”的文章，闡明了核受體過氧化物酶體增殖活化受體α激動劑吉非羅齊和匹立尼酸抗阿爾茨海默癥的分子機制。

該項研究首次揭示PPARA的激動劑吉非羅齊和匹立尼酸通過激活PPARA介導的自噬發揮其在AD中的保護功能，老樹開新花，提出抗高血脂藥物可用于AD治療的新視點；探討了小膠質和星型膠質細胞在AD治療中的作用，為理解和防治AD提供了新思路和新靶標。

分子層面

首先在分子層面，作者發現PPARA的激動劑吉非羅齊（gemfibrozil）和匹立尼酸（Wy14643）能夠誘導體外培養的人源小膠質（HM）細胞自噬標志性蛋白LC3B-II/LC3B-I比值的升高以及SQSTM1/p62的降低（圖1b,d）。

圖1. PPARA激動劑誘導人源小膠質細胞自噬

細胞層面

在細胞層面，作者使用了吉凱基因提供的mRFP-GFP-LC3雙熒光慢病毒自噬流檢測系統感染HM細胞。mRFP在自噬溶酶體中穩定表達，吉非羅齊和匹立尼酸能夠在HM細胞產生與rapamycin（自噬誘導劑）相同的自噬流增加的效應（圖2a），并且該效應可以被PPARA的siRNA阻斷，提示PPARA是吉非羅齊和匹立尼酸介導的細胞自噬現象的正向調節因子。

圖2.敲低PPARA可以逆轉吉非羅齊和匹立尼酸處理引起的HM細胞自噬流增加

小鼠模型層面

在AD小鼠模型層面，作者通過Morris水迷宮實驗，發現吉非羅齊和匹立尼酸能顯著提升AD模型小鼠的學習與記憶能力（圖3）。

圖3.PPARA激動劑能夠改善APP-PSEN1ΔE9小鼠空間記憶損傷

證實了PPARA的激動劑確實能夠改善AD小鼠的學習與記憶能力后，作者測試了其對神經突觸完整性的影響，發現PPARA激動劑能夠使AD小鼠皮層和海馬的神經元結構可塑性標志物SYP和DLG4/PSD-95顯著升高（圖4g-h），同時能夠使海馬腦區神經元樹突棘密度顯著增加（圖4i-j）。

圖4.PPARA激動劑能夠改善APP-PSEN1ΔE9小鼠結構功能可塑性損傷

那么PPARA激動劑導致的細胞自噬能否改善AD小鼠的病理進程呢？作者發現PPARA激動劑能夠顯著增加AD小鼠自噬體標志物LC3和溶酶體標志物LAMP1與Aβ（4G8）的共標率（圖5f-i），同時能夠使U251-APP細胞胞外的Aβ40和Aβ42水平顯著降低（圖5l），證明了PPARA激動劑激活自噬，在Aβ的清除作用中起重要作用。

圖5. PPARA激動劑引起的自噬能夠促進AD小鼠海馬和皮層的Aβ清除。

先前的研究報道提示，小膠質細胞和星形膠質細胞在腦內發揮神經保護作用，能夠有效清除Aβ，但隨AD病程發展，其過度激活會影響其吞噬和清除aβ的能力。那么作者發現PPARA激動劑能夠招募AD小鼠Aβ沉積物附近的小膠質細胞和星形膠質細胞，同時小膠質細胞標志物AIF1和星形膠質細胞標志物GFAP與L3的共標率也同時上升，證實PPARA確實時通過自噬活化小膠質細胞和星形膠質細胞，增強對Aβ的清除。

圖6.PPARA激動劑激活自噬，廣泛招募Aβ附近小膠質細胞和星形膠質細胞

總結

PPARA激動劑吉非羅齊和匹立尼酸可激活自噬，誘導Aβ附近小膠質細胞和星形膠質細胞活化，從而對β-淀粉樣蛋白進行清除，提高神經元SYP和DLG4蛋白水平，改善神經元結構和功能，進而改善記憶障礙和焦慮癥狀。該研究找到了阿爾茲海默癥新靶標PPARA，研究為AD防治開辟了新思路。

圖7.PPARA介導的自噬抗阿爾茲海默癥的分子機制

吉凱助力

該研究中慢病毒產品：mRFP-GFP-LC3由吉凱基因提供。通過感染人源小膠質細胞和U251-APP細胞，觀察PPARA激動劑對細胞自噬流的影響。

慢病毒感染細胞后很好地監測到了細胞自噬水平的變化，進而佐證PPAPA激動劑能夠促進自噬現象（效果見圖8）。

圖8. Lv-mRFP-GFP-LC3實時監測細胞自噬水平