探究RIP1激酶介导阿尔兹海默症中小胶质细胞炎症应答的分子机制

Central nervous system inflammation is now regarded as both an early event and prime mover in the pathobiology of Alzheimer's disease (AD), adevastating neurodegenerative disease. As the important resident innate immune cells, microglia are key plays in brain inflammation、neuron repair and homeostasis. However, the inflammatory response of runaway activated microglia has detrimental effects on the surrounding healthy tissue, which exacerbates the pathology of AD.This proposal is to investigate the involvement of RIP1 kinase in neuroinflammatory response of microglia and the molecular mechanism at both cellular and animal levels. This study will fill the gap in the knowledge about the role of RIP1 kinase in neurodegenerative diseases, and provide new drug targets for the treatment of Alzheimer's disease.

神经炎症在神经退行性疾病阿尔兹海默症的发生和发展中具有重要的作用。小胶质细胞是中枢神经中重要的免疫细胞，在调节脑部炎症、神经细胞修复和稳态维持方面具有举足轻重的地位。由于小胶质细胞的过度活化而导致的炎症应答会进一步伤害周围健康的组织，加剧对于神经元的损害。而我们的前期研究工作提示，受体相互作用蛋白1（RIP1）参与介导了由β-淀粉样蛋白诱发的小胶质细胞炎症应答过程。因此，在本项目的研究中，我们将进一步确认RIP1激酶活性在阿尔兹海默症中小胶质细胞炎症响应中的作用。同时在细胞和动物水平上研究RIP1激酶介导小胶质细胞炎症响应的具体分子机制以及生物学意义。这项研究将为阿尔兹海默症疾病的治疗和药物研发提供了新的理论基础和靶点。

小胶质细胞作为广泛存在于大脑和脊髓中的天然免疫细胞是中枢神经系统（CNS）内首个重要主动免疫防线。而功能障碍的小胶质细胞被认为在阿尔兹海默症（AD）这种神经退行性疾病中发挥着重要的作用。我们的前期工作提示受体相互作用蛋白激酶1（RIPK1）可能参与了小胶质细胞的免疫反应中，因此本项目试图进一步研究RIPK1的激酶活性是如何参与了小胶质细胞的免疫响应。体外细胞实验表明RIPK1激酶活性受到抑制后会影响小胶质细胞促炎症因子分泌，同时RIPK1的激酶活性参与了小胶质细胞对于Aβ的清除过程。为了进一步研究RIPK1激酶体内作用机制，我们建立了一种高效获得基因修饰小鼠的基因敲入策略，即同源臂介导末端接合（HMEJ）策略。相比于其他打靶策略包括同源重组介导修复（HDR）策略、非同源性末端接合（NHEJ）策略和微同源臂介导末端接合（MMEJ）策略，该方法在小鼠胚胎内具有更高效和精确的基因片段精确靶向整合效率。通过HMEJ策略，我们建立了一系列RIPK1基因修饰小鼠，为RIPK1激酶在体内作用的机制研究提供了重要的动物模型。此外，全基因组关联分析（GWAS）筛选出来的AD风险性基因，可以发现有很多是特异性地在小胶质细胞中高表达。因此，我们还建立了一种“鸡尾酒式CRISPR/Cas9系统”（C-CRISPR）,可以高效、快速地获得基因功能完全敲除的胚胎及小鼠。运用C-CRISPR方法，我们获得了数种针对AD风险性基因的基因敲除小鼠和胚胎，为我们快速筛选与RIPK1相关的参与到小胶质细胞的炎症响应过程的候选基因提供了巨大帮助。