基于18F-SMBT-1分子影像引导的星形胶质细胞靶向干预延缓3xTg-AD小鼠疾病进程的研究

　　本研究针对阿尔茨海默病（AD）中星形胶质细胞反应性的调控时机问题，通过结合18F-SMBT-1 PET分子影像技术与Nrf2过表达的星形胶质细胞靶向干预策略，在3xTg-AD小鼠模型中证实早期干预可显著降低星形胶质细胞反应性，延缓Aβ沉积和神经炎症进展，并改善焦虑样行为。该研究为AD的精准治疗提供了影像引导的干预新范式，具有重要临床转化价值。

　　

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病，其病理特征包括β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积、Tau蛋白缠结以及神经炎症等。近年来，星形胶质细胞反应性（reactive astrogliosis）作为AD的关键病理标志逐渐受到关注。研究表明，星形胶质细胞在AD早期即出现功能异常，甚至先于Aβ斑块的形成，因此可能成为干预AD进程的重要靶点。然而，如何确定星形胶质细胞反应性的动态变化规律，以及选择何种时机进行干预，仍是当前研究的难点。

为解决这一问题，研究人员利用3xTg-AD小鼠模型，通过¹⁸F-SMBT-1正电子发射断层成像（PET）技术无创、动态地监测了不同月龄（4、6、10、12个月）小鼠脑中星形胶质细胞反应性的变化。¹⁸F-SMBT-1是一种高选择性、可逆性的单胺氧化酶B（MAO-B）示踪剂，而MAO-B在反应性星形胶质细胞中表达显著上调，因此可作为其活化的生物标志物。研究同时采用免疫荧光染色对胶质纤维酸性蛋白（GFAP）进行离体验证，进一步确认了星形胶质细胞的激活状态。

基于影像与病理结果，研究团队发现4月龄3xTg-AD小鼠已出现明显的星形胶质细胞反应性，且随年龄增长呈进展趋势。因此，他们选择在4月龄这一早期时间点通过腺相关病毒（AAV）载体介导的核因子E2相关因子2（Nrf2）过表达对星形胶质细胞进行靶向干预。Nrf2是调控抗氧化反应的重要转录因子，既往研究提示其激活可减轻神经炎症并改善认知功能。

干预后，研究人员再次通过¹⁸F-SMBT-1 PET评估星形胶质细胞反应性的变化，并利用旷场实验和高架十字迷宫等行为学测试评估小鼠的焦虑样行为与认知功能，同时通过免疫荧光染色分析Aβ沉积、GFAP及离子钙结合适配器分子1（Iba1）表达以评价神经炎症水平。

主要技术方法包括：使用3xTg-AD小鼠及野生型对照，通过¹⁸F-SMBT-1 micro PET/CT进行体内显像，利用PMOD软件进行图像分析与标准化摄取值比（SUVR）计算；采用AAV病毒载体实现海马区星形胶质细胞特异性Nrf2过表达；通过免疫荧光染色定量GFAP、Iba1及Aβ阳性面积；利用旷场实验和水迷宫实验评估行为学变化。

In vivo assessment of astrocyte reactivity via ¹⁸F-SMBT-1 imaging in 3xTg-AD mice

通过¹⁸F-SMBT-1 PET显像发现，与同龄野生型小鼠相比，3xTg-AD小鼠皮层和海马区的示踪剂摄取均显著升高，其中4月龄和12月龄小鼠皮层摄取明显增加，10月龄小鼠海马摄取增加18%，证实了年龄依赖性的星形胶质细胞反应性增强。

Ex vivo assessment of astrocyte reactivity in 3xTg-AD mice

免疫荧光结果显示，3xTg-AD小鼠皮层和海马中GFAP阳性面积随年龄增长而扩大，4月龄小鼠皮层GFAP面积已是野生型的2.36倍，12月龄时较4月龄增加77%，海马区在6月龄和12月龄分别增加103%和137%，与PET结果一致。

Behavioral analysis after early astrocyte-targeted intervention in 3xTg-AD mice

在旷场实验中，Nrf2过表达组小鼠在中心区域停留时间显著延长（增加180%），焦虑样行为得到缓解；水迷宫实验中虽未发现空间记忆的显著改善，但游泳速度无差异，表明干预未影响运动功能。

In vivo assessment of astrocyte reactivity via ¹⁸F-SMBT-1 imaging after early intervention

干预后PET显示，Nrf2过表达组小鼠皮层和海马区的¹⁸F-SMBT-1摄取分别降低14%和11%，表明星形胶质细胞反应性得到有效抑制。

Neuropathological assessment after early Astrocyte-Targeted intervention

免疫荧光分析表明，Nrf2过表达组Aβ沉积面积减少，皮层和海马GFAP阳性面积分别降低53%和50%，Iba1阳性面积分别减少43%和53%，提示神经炎症显著缓解。

研究表明，¹⁸F-SMBT-1 PET成像可作为一种无创、动态评估星形胶质细胞反应性的生物标志物，不仅可用于AD早期诊断，还能指导治疗时机选择并评估疗效。在4月龄3xTg-AD小鼠中实施的早期Nrf2靶向干预有效降低了星形胶质细胞反应性，延缓了Aβ病理进展和神经炎症反应，并部分改善了行为表型。这一影像引导的靶向治疗策略为阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病的精准干预提供了新思路，具有重要的临床转化潜力。