糖尿病及其相關并發癥是造成全球健康負擔的重要因素，其中，糖尿病相關認知障礙(DACI)已成為一個突出的問題。越來越多的證據表明，小膠質細胞在DACI的發病機制中起著核心作用。2024年7月20日，山東第一醫科大學附屬濟寧第一人民醫院江沛教授團隊在Journal of Neuroinflammation（IF 9.3）上在線發表了題為“Microglial AKAP8L: a key mediator in diabetes-associated cognitive impairment via autophagy inhibition and neuroinflammation triggering”的文章。研究發現了AKAP8L在DACI發展中的關鍵作用，通過AKAP8L敲低和雷帕霉素靶向mTORC1的干預可以通過使自噬正常化和減少神經炎癥來減輕STZ誘導的糖尿病小鼠的認知缺陷，表明調節AKAP8L可能是解決DACI的一種有希望的治療方法。

1、在HG處理的神經細胞或STZ小鼠的海馬中，AKAP8L僅在小膠質細胞中積累

首先，作者利用蛋白質組學發現了高糖（HG）誘導的小膠質細胞中存在一個新的標記物AKAP8L，HG處理增強了p62和AKAP8L在小膠質細胞中的共定位，表明AKAP8L可能在調節自噬中發揮作用。Western blot和免疫熒光進一步驗證了蛋白組學分析中發現的AKAP8L上調。為了闡明AKAP8L在共培養和HG刺激下的表達譜，進行了特異性標記物的共染。結果發現，AKAP8L在HG處理的小膠質細胞中特異性積累，而在共培養的星形膠質細胞和神經元中缺失，并在STZ誘導的糖尿病小鼠海馬組織中觀察到類似的結果。此外，STZ誘導的糖尿病小鼠表現出認知障礙，以及海馬區域的自噬障礙和炎癥反應。進一步研究發現HG增強了原代小膠質細胞和BV2細胞中AKAP8L和mTORC1的相互作用。

2、Si-AKAP8L和雷帕霉素可減輕HG誘導的小膠質細胞自噬紊亂、NLRP3炎癥小體活化和細胞焦亡

Si-AKAP8L顯著降低了AKAP8L蛋白的表達水平，雷帕霉素不影響AKAP8L蛋白的表達。隨后作者探索了AKAP8L敲低對mTORC1介導的自噬途徑的影響，發現AKAP8L敲低和雷帕霉素可以通過抑制HG誘導的小膠質細胞中的mTORC1來改善自噬損傷。自噬受損會加劇炎癥，與對照組相比，HG誘導的小膠質細胞顯示NLRP3、ASC、Caspase-1、TXNIP、GSDMD-N和IL-1β蛋白水平顯著上調，而si-AKAP8L和雷帕霉素治療導致這些蛋白表達降低。此外si-AKAP8L和雷帕霉素治療恢復了HG誘導的小膠質細胞細胞膜斷裂和焦亡增加。以上結果表明敲除AKAP8L和雷帕霉素治療可通過mTORC1途徑減輕HG誘導的小膠質細胞NLRP3炎性體的激活和焦亡。

3、Sh-AKAP8L和雷帕霉素可減輕STZ小鼠海馬自噬障礙以及NLRP3炎癥小體的激活和細胞焦亡

為了評估STZ小鼠海馬內的自噬狀態，作者利用小膠質細胞標志物Iba-1和自噬相關蛋白LC3和p62進行了免疫熒光共染色，發現mTORC1在小膠質細胞中的激活會損害STZ誘導的糖尿病小鼠的自噬。接下來，作者利用AAV9-sh-AKAP8L敲低小鼠海馬中AKAP8L的表達，發現sh-AKAP8L和雷帕霉素治療可以有效地逆轉自噬缺陷。STZ小鼠海馬組織中NLRP3、ASC、Caspase-1、TXNIP、GSDMD-N和IL-1β蛋白表達顯著上調，sh-AKAP8L和雷帕霉素可降低這些蛋白的表達。此外，sh-AKAP8L和雷帕霉素治療顯著降低了STZ小鼠海馬的炎癥反應。采用免疫熒光法觀察STZ誘導小鼠小膠質細胞中GSDMD與小膠質細胞標志物Iba-1共定位的情況，顯示STZ誘導小鼠的小膠質細胞焦亡增加，sh-AKAP8L和雷帕霉素處理部分減弱這種情況。以上結果表明，sh-AKAP8L和雷帕霉素可以減輕STZ小鼠小膠質細胞的神經炎癥和焦亡。進一步研究表明，sh-AKAP8L和雷帕霉素對STZ小鼠的神經元損傷和認知障礙有保護作用。

綜上所述，蛋白質組學分析發現AKAP8L在高糖條件下的小膠質細胞中顯著上調，這與自噬和炎癥相關蛋白的表達模式改變有關，并且AKAP8L的積累僅限于高糖處理的小膠質細胞，而在共培養的星形膠質細胞或神經元中沒有檢測到變化。本研究進一步發現，高糖環境下的小膠質細胞增強了AKAP8L與mTORC1的相互作用。此外，通過AKAP8L敲低和雷帕霉素靶向mTORC1的干預可以通過正常化自噬和減少神經炎癥來減輕STZ誘導的糖尿病小鼠的認知缺陷。以上發現表明，調節AKAP8L可能是解決DACI的一種有前途的治療方法。