背景:外泌体是一类细胞分泌的微囊泡,细胞中的核内体膜通过出芽方式进入多囊泡复合体,多囊泡复合体在与细胞膜融合后排至胞外的小囊泡即是外泌体。它们被认为参与了多种疾病包括阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)的发生发展。以往研究表明,外泌体可能参与多种神经退行性疾病相关致病蛋白如PrPsc(朊蛋白与疾病相关的异常结构),磷酸化的tau蛋白,淀粉样前体蛋白(APP)片段和a-突触核蛋白(a-synuclein)在中枢神经系统中的传播。然而,其在脑中具体的传播过程以及它们的最终目的地目前尚不清晰。APP蛋白剪切是AD发病机制的中心环节。它虽然是跨膜蛋白,最近的研究显示它可出现在血浆,脑脊液以及体外培养的神经细胞上清外泌体中。外泌体因具有与受体细胞膜融合的能力,故是传播淀粉样蛋白极具潜力的候选者。方法:本研究中,我们将外泌体从外周的血浆中分离出来,将这些外泌体标记上荧光信号后注射至AD转基因小鼠和正常小鼠海马中,探究外泌体在脑中的扩散过程。同时为了探索在AD中外泌体对淀粉样蛋白的传播以及对神经元稳态的影响,我们收集了 HEK293-APP Swe/Ind细胞上清的外泌体,研究了这些外泌体对体外培养的神经细胞的毒性作用以及对体内海马新生神经元的影响。结果:结果显示注射至海马中的外泌体可以从海马的齿状回(DG区)扩散至海马的其他区域甚至到达皮层。这些外泌体可以被小胶质细胞有效地吞噬而不受小鼠年龄的影响。相反,无论在海马还是皮层中,外泌体很少被星形胶质细胞或者神经元摄取。而在AD转基因小鼠中,小胶质细胞吞噬外泌体的能力下降。有意思的是,我们发现外泌体可以在淀粉样斑块周围聚集,并且被斑块周围激活的小胶质细胞吞噬。另一方面,我们发现外泌体可以介导APP蛋白在细胞间的转移并且对培养的神经细胞有剂量依赖的毒性作用。同时,在体内研究中我们发现它可以抑制成年小鼠海马的神经发生。结论:以上结果提示外泌体可以在脑中传播扩散并且可能通过小胶质细胞在AD淀粉样蛋白沉积的动力学过程中发挥作用。同时也提示在AD中,疾病状态的细胞分泌的外泌体可能对AD相关的病理有放大和传播效应。