脈絡叢（CP）是腦脊液（CSF）的主要來源。血液-CSF屏障由CP中上皮細胞之間的緊密連接組成，對維持大腦內環境穩定至關重要，該屏障的功能障礙與大腦衰老和神經退行性疾病相關，但衰老過程中其退化機制尚不明確。2025年2月19日，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）沈義棟/周一飛研究組與上海交通大學醫學院附屬新華醫院鄢秀敏課題組合作在Neuron（IF 14.7）期刊發表了題為“Macrophage-derived CTSS drives the age-dependent disruption of the blood-CSF barrier”的研究論文。研究揭示了免疫細胞和屏障細胞之間加速CP和大腦衰老的重要相互作用，確定組織蛋白酶S（CTSS）是改善老年動物大腦穩態的潛在靶點，并強調了循環蛋白酶在衰老中的關鍵作用。

作者首先研究了CPEC TJ處CLDN1的減少是否會導致衰老過程中B-CSF屏障的損傷。研究發現CLDN1依賴性破壞老年CP中的B-CSF屏障可能通過促進腦室下區（SVZ）中的T細胞浸潤和減少細胞增殖在衰老過程中的神經功能障礙中發揮重要作用。為了探索衰老過程中破壞CPEC TJ CLDN1的機制，作者對3月齡和24月齡的小鼠左心室和第四腦室的CP進行單細胞RNA測序（scRNA-seq），并追蹤單個CP細胞的時間轉錄組。結果顯示，CTSS 在巨噬細胞中高度表達，且隨年齡依賴性增加，而其在其他細胞中的表達無明顯變化。進一步實驗證實了CTSS 在衰老脈絡叢中的表達和分泌增加，且主要來源于巨噬細胞。通過比較CP中的CTSS水平與CPEC TJ處的CLDN1強度以及衰老過程中左心室周圍的白蛋白信號，發現兩者與CTSS水平呈明顯相關性。綜上，在衰老過程中，CTSS被巨噬細胞誘導并分泌到CP基質中，通過消化CLDN1來滲透B-CSF屏障。進一步研究發現CP中CTSS的年齡依賴性增加損害了B-CSF屏障。

圖1. CTSS在衰老脈絡叢中上調

為了進一步研究CTSS對CLDN1的減少是否是B-CSF屏障年齡依賴性降解的原因，作者將表達對CTSS切割具有抗性的CLDN1突變體（CLDN1mut）的AAV2/5注射到15月齡小鼠左心室中。CLDN1mut過表達后，CPEC TJ處CLDN1信號增加，B-CSF屏障改善。CLDN1mut還增加了SVZ中的增殖細胞，并增強了小鼠在巴恩斯迷宮和尾部懸吊試驗中的行為。為證實CLDN1在維持B-CSF屏障中的關鍵作用，作者通過注射表達Cas9的AAV2/5和靶向CLDN1的sgRNA，下調了年輕小鼠CPEC中的CLDN1。下調CLDN1破壞了B-CSF屏障，抑制SVZ中的細胞增殖，并在巴恩斯迷宮和尾部懸吊試驗中損害小鼠的行為。因此，CTSS誘導的CPEC TJs處CLDN1的減少對于B-CSF屏障的年齡依賴性分解至關重要。

圖2. CTSS通過CLDN1削弱B-CSF屏障

為了研究老年CP中基質巨噬細胞分泌CTSS的機制，作者檢查了CP中的細胞衰老。在CP衰老過程中，CPEC、成纖維細胞、vSMC、周細胞和內皮細胞的細胞衰老顯著增加。CCL2是一種炎癥性SASP因子，與CCR2結合并招募單核細胞，實驗發現CCL2在老年CP中增加。在CCR2 KO小鼠中研究CCL2的作用，發現12月齡CCR2 KO小鼠CP中的CTSS水平顯著低于WT小鼠。進一步在體內證實了去除老年CP中的衰老細胞可以減輕CTSS的誘導，恢復被破壞的B-CSF屏障和相關的神經功能障礙。致癌Ras（G12V）是一種成熟的誘導細胞衰老的方法，利用AAV2/5在CPEC中特異性過表達Ras（G12V）誘導了年輕小鼠CP的細胞衰老。Ras（G12V）誘導的細胞衰老增加了CP中的巨噬細胞和CTSS，減少了CPEC TJs處的CLDN1，破壞了B-CSF屏障，抑制了SVZ中的細胞增殖，進一步支持CP中的衰老細胞驅動了CTSS介導的B-CSF屏障的破壞。因此，CP中細胞衰老的年齡依賴性增加極有可能激活巨噬細胞CTSS分泌，導致B-CSF屏障的破壞。

圖3. 干擾CP中的細胞衰老會改變B-CSF屏障

本研究報告了一種由CP巨噬細胞分泌的蛋白酶-組織蛋白酶S（CTSS），由于細胞衰老加劇，在老年CP中上調。CTSS通過消化CLDN1損害血液CSF屏障。值得注意的是，在老年CP中抑制CTSS或上調CLDN1可以恢復血CSF屏障和腦功能。

維真生物近期精彩活動