IGF2BP2介导的IGF1R mRNA m6A修饰会促进阿尔茨海默病中的神经元衰老和认知功能下降

《Brain Research》：IGF2BP2-mediated m6A modification of IGF1R mRNA promotes neuronal senescence and cognitive decline in Alzheimer’s disease

　　阿尔茨海默病（AD）中IGF2BP2通过m6A修饰稳定IGF1R mRNA促进神经元衰老和认知障碍，靶向IGF2BP2可改善AD小鼠认知功能并减少Aβ沉积。

　　阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种以认知功能下降和神经元丢失为特征的神经退行性疾病，长期以来被认为是衰老相关疾病中最具挑战性的研究领域之一。随着对疾病机制的深入探索，细胞衰老逐渐被揭示为AD病理进展的重要驱动因素。细胞衰老不仅与机体老化密切相关，还在多种疾病的发生发展中扮演关键角色，包括神经退行性疾病、帕金森病（Parkinson's disease, PD）和骨关节炎（osteoarthritis）等。在中枢神经系统中，衰老细胞通过分泌促炎性细胞因子和基质降解酶，对组织功能造成破坏，这种现象在神经退行性疾病中尤为显著。

在AD的研究中，β-淀粉样蛋白（β-amyloid, Aβ）斑块、神经纤维缠结以及神经元丢失是主要的病理特征，尤其是在海马体和大脑皮层区域。这些病理变化导致了认知功能的逐渐恶化，使得AD成为全球范围内严重影响老年人生活质量的疾病之一。然而，尽管AD对公共健康造成了巨大影响，目前尚无有效的治愈或延缓疾病进展的治疗方法，这凸显了深入研究AD发生机制和寻找新的治疗靶点的迫切需求。

近年来，胰岛素样生长因子-1受体（insulin-like growth factor-1 receptor, IGF1R）信号通路在衰老和寿命调控中的作用引起了广泛关注。该通路不仅在模式生物中调控寿命，还在人类健康寿命的维持中发挥重要作用。研究表明，降低IGF1R的表达可以延缓胰岛β细胞的衰老，并改善其功能。此外，在AD患者的脑组织中，IGF1R的信号通路显著增强，提示IGF1R的长期激活可能与AD神经病理的发展密切相关。同时，IGF1R在老年小鼠神经元中的基因缺失可以减轻Aβ诱导的神经炎症和记忆损伤，进一步强调了IGF1R在AD发病机制中的重要性。

IGF1R的表达和活性受到多种调控机制的影响，其中表观遗传调控，特别是mRNA甲基化，被认为是一个关键环节。在癌症研究中，m6A修饰的长非编码RNA（long noncoding RNA）前列腺癌相关转录物6（prostate cancer-associated transcript 6）通过与IGF2BP2相互作用，稳定IGF1R mRNA，从而促进肿瘤的生长和转移。同样，IGF2BP2能够识别IGF1R mRNA上的m6A修饰位点，增强其稳定性，进而推动疾病进展。在鼻咽癌中，环状RNA（circular RNA）circTBCD与IGF2BP2形成复合体，通过m6A依赖机制稳定IGF1R mRNA，促进骨转移。这些研究表明，IGF2BP2-m6A-IGF1R轴在癌症中是一个保守的驱动因素。

然而，关于这一轴是否在终末分化的神经元中起作用，以及其是否在AD中促进神经元衰老和认知功能障碍，尚无明确结论。因此，我们提出假设：IGF2BP2可能通过m6A修饰增强IGF1R的表达，从而加剧AD中的神经元衰老和认知功能障碍。为了验证这一假设，我们采用了体内外结合的方法，探索IGF2BP2在AD中的作用，旨在揭示AD的新的分子机制。

在实验设计方面，我们首先建立了AD小鼠模型和H2O2诱导的神经元衰老模型，以研究IGF2BP2在神经元衰老和认知障碍中的影响。通过RNA拉下实验（RNA pull-down assays）、甲基化RNA免疫沉淀（methylated RNA immunoprecipitation, MeRIP）-qPCR以及行为测试，我们进一步阐明了靶向IGF2BP2的分子机制及其在治疗AD中的潜在价值。实验结果显示，在AD小鼠的海马神经元中，IGF2BP2的表达显著上调，这种上调与β-淀粉样蛋白沉积、神经元损伤和认知功能障碍密切相关。在体外实验中，敲低H2O2诱导的神经元衰老模型中的IGF2BP2，可以降低IGF1R的表达，并减轻神经元衰老，表现为促炎性细胞因子和基质降解酶的分泌减少，细胞存活率提高。

从机制上看，IGF2BP2通过m6A修饰稳定IGF1R mRNA，从而增强其表达。当IGF2BP2被敲低时，IGF1R mRNA的稳定性下降，导致其表达水平降低，进而缓解神经元衰老。在AD小鼠模型中，敲低IGF2BP2不仅改善了认知功能，还减少了Aβ沉积，并延缓了神经元衰老的进程。这些结果表明，IGF2BP2在AD中通过调控IGF1R的表达，促进了神经元衰老和认知功能障碍的发生。

在讨论部分，我们的研究为AD中神经元衰老和认知功能障碍的分子机制提供了新的见解。通过展示IGF2BP2如何通过m6A修饰调控IGF1R的表达，我们进一步明确了这一通路在AD中的作用。神经元衰老逐渐被广泛认可为AD进展的重要因素，其特征是衰老细胞的积累，这些细胞分泌促炎性细胞因子和基质降解酶，从而加剧神经退行性变化。此外，IGF2BP2-m6A-IGF1R轴在不同细胞类型中表现出不同的调控作用，如在成骨细胞中，IGF2BP2通过m6A修饰稳定Slc1a5 mRNA，导致细胞周期停滞并推动细胞进入衰老状态。这种多样性提示，IGF2BP2在不同生理和病理背景下可能具有不同的功能。

因此，我们推测，在终末分化的神经元中，IGF2BP2可能通过类似的机制影响IGF1R的表达，并在AD中发挥关键作用。如果这一假设成立，那么靶向IGF2BP2可能为AD的治疗提供新的策略。通过抑制IGF2BP2的表达或其与m6A修饰的相互作用，可以降低IGF1R的水平，从而减轻神经元衰老和相关的认知功能障碍。这一发现不仅为AD的治疗提供了潜在的分子靶点，也为未来药物开发提供了新的方向。

在研究过程中，我们采用了多种实验方法，包括体外细胞培养、动物模型建立以及行为测试。在体外实验中，我们通过H2O2诱导神经元衰老，并使用RNA pull-down和MeRIP-qPCR技术分析IGF2BP2与IGF1R mRNA之间的相互作用。这些实验不仅验证了IGF2BP2对IGF1R表达的调控作用，还揭示了其在神经元衰老中的具体机制。在动物模型中，我们使用了MWM（Morris Water Maze）和NORT（Novel Object Recognition Test）等行为测试，评估AD小鼠的认知功能。实验结果显示，AD小鼠在这些测试中的表现明显较差，表明其学习和记忆能力受到严重影响。

在伦理和实验规范方面，所有动物实验均遵循ARRIVE（Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments）指南，并获得了湖南省人民医院伦理委员会的批准。此外，研究过程中严格遵守实验操作规程，确保实验结果的可靠性和可重复性。在数据处理和分析方面，我们采用了多种统计方法，包括描述性统计、方差分析（ANOVA）和t检验，以确保实验结果的科学性和准确性。

研究的资助来源包括湖南省自然科学基金（grant no. 2025JJ80730）、湖南省卫生健康委员会（grant no. B202303106781）以及长沙市医学学院青年骨干教师培养专项基金。这些资金支持确保了研究的顺利进行，并为实验材料的采购、设备的使用以及人员的培训提供了必要的保障。此外，研究团队在实验设计、数据分析和论文撰写方面也得到了充分的支持，确保了研究的高质量完成。

在作者贡献方面，所有作者均参与了研究的不同阶段。其中，Shan Hui负责论文的撰写、修改、数据整理、实验设计和方法学分析，同时在数据可视化、软件使用和资金申请方面也发挥了重要作用。Yi Long、Lemei Zhu、Wei Shi和Qing Zheng均参与了实验的执行、数据整理和分析。Lihui Liang则主要负责论文的撰写和修改。这些分工确保了研究的全面性和系统性，同时也体现了团队合作的重要性。

总的来说，本研究通过系统地分析IGF2BP2在AD中的作用，揭示了其在神经元衰老和认知功能障碍中的关键角色。研究结果表明，IGF2BP2通过m6A修饰调控IGF1R的表达，从而促进神经元衰老和AD的病理进展。这些发现不仅加深了我们对AD发生机制的理解，也为未来开发针对IGF2BP2的治疗策略提供了理论依据。通过抑制IGF2BP2的表达或其与m6A修饰的相互作用，可以有效降低IGF1R的水平，进而缓解神经元衰老和相关的认知功能障碍，为AD的治疗开辟了新的可能性。