靶向干预CD33/Aβ相互作用改善小胶质细胞功能延缓AD病理进程

Alzheimer’s disease (AD) is a chronic neurodegenerative disease characterized by progressive impairments in memory, executive function and gradual changes in personality and disturbance in daily life. Currently there is no disease-modifying medications available. The pathogenesis of AD is largely unknown, the β-amyloid (or Aβ) cascade hypothesis is dominant in the field. Microglia and their innate immune responses are key players in Aβ clearance and AD pathogenesis. Mutations in CD33 have been linked to increased Alzheimer’s disease (AD) risk, but neurobiological functions of CD33 and its pathophysiological ligands remain elusive. We found that CD33 could directly bind to Aβ and recruit SHP-1, CD33 also interact with Aβ in human AD brain samples. So we proposed that CD33/Aβ interaction induced microglia dysfunction is the key in AD pathogenesis, targeting CD33/Aβ interaction would restore microglia function and rescue AD phenotype. To address this hypothesis, we will screening monoclonal antibodies to CD33 in human microglia cell line and further test them in AD mice models expressing human CD33 using multiple approaches such as molecular biology, neurochemistry, e-physiology, and behavior tests. Collectively, this project will provide critical insights into the role of CD33 in AD pathogenesis and might result in novel therapeutic approach for AD.

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）的发病机制目前尚不清楚，也缺乏能改变疾病结局的治疗药物。β-淀粉样蛋白(Aβ)假说是主流学说，小胶质细胞及其介导的固有免疫反应在Aβ清除和AD病理生理中具有重要作用。CD33是AD风险基因，但具体致病机理不明。我们前期发现CD33能与Aβ结合并募集SHP-1，且AD脑组织样品中存在CD33/Aβ相互作用。因此我们推测CD33/Aβ相互作用介导的小胶质细胞功能障碍是其参与AD发病的主要机制，靶向干预CD33/Aβ相互作用将改善小胶质细胞功能，阻止AD病理进展。我们将利用人源小胶质细胞系、过表达人源CD33的AD小鼠模型等工具，从细胞和动物水平运用分子生物学、神经生化和电生理、行为学等多种手段探索运用单克隆抗体靶向干预CD33/Aβ相互作用对AD的治疗作用及其机制。本研究有助于明确CD33参与AD发病的机理及指导临床干预。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是老年人中最常见的神经退行性疾病，其发病机制尚未完全阐明，也缺乏能改变疾病结局的治疗药物。当前研究认为Aβ和小胶质细胞在AD发生发展中至关重要。小胶质细胞表达基因CD33是AD遗传风险基因，但其具体致病机理不明。我们前期发现CD33能与Aβ结合并募集SHP1，我们推测CD33/Aβ相互作用介导的小胶质细胞功能障碍是其参与AD发病的主要机制。因此本项目从细胞水平和在体水平，利用过表达人源CD33的人小胶质细胞系、人源化CD33转基因小鼠等工具，探索靶向干预CD33/Aβ相互作用能否改善小胶质细胞功能，延缓AD病理进程并探索潜在机制。. 我们通过噬菌体展示技术获得CD33单克隆抗体，利用体外结合实验筛选出能靶向干预CD33/Aβ相互作用的单克隆抗体021Ab。进一步我们在过表达CD33的人源小胶质细胞株中发现，CD33单抗预处理可增强小胶质细胞吞噬Aβ能力，抑制SHP1上调，上调促炎细胞因子。我们建立了表达人源CD33的BAC-hCD33转基因小鼠，采用脑内定位注射FAM-Aβ方式建立AD模型，研究发现CD33单抗预处理可增强小鼠体内FAM-Aβ清除，上调其促炎细胞因子。目前已与5XFAD小鼠杂交，为进一步探讨在体靶向干预CD33/Aβ相互作用是否改善AD模型行为表型奠定基础。此外，我们发现IgV结构域是CD33/Aβ相互作用的关键结构域。依托团队已有认知障碍临床队列，项目还发现CD33不同基因型外周血p-tau181存在显著差异。本研究揭示了靶向干预CD33/Aβ相互作用可改善小胶质细胞功能，其机制可能与抑制SHP信号转导有关。此外项目建立了人源化CD33转基因小鼠模型，为人源CD33基因功能研究提供重要工具；队列研究结果提示CD33还可能通过tau等关键病理蛋白参与AD发病，为理解CD33参与AD发病机制和基于CD33为靶点的AD药物研发提供依据。. 本项目参与发表SCI论文2篇（Brain Sciences，2022，Environmental Research 2022），参与培养博士研究生4名，硕士研究生1名。