内体 pH 触发淀粉样 β 寡聚化及阿尔茨海默病中的适应不良表型可塑性

由 root 提交于 周日, 10/18/2026 - 01:25
摘要

内体功能障碍是神经退行性变的症状前标志。近期证据表明,内体 pH 调控失常是阿尔茨海默病(AD)发病机制中的核心枢纽;然而,pH 变化与神经退行性变之间的关联机制尚未得到充分阐明。本研究构建了一个定量模型,用以描述内体酸化过程,其中包括液泡型 ATP 酶介导的质子泵入、内体 Na⁺/H⁺ 交换体 NHE6 介导的质子泄漏,以及其他离子调节因素。该模型再现了 AD 中 NHE6 表达下调如何促使内体过度酸化,并可能引发适应不良的表型可塑性——这种反应起初具有适应性,随后却转变为病理过程。对人脑数据集的分析显示,NHE6 在神经元中富集,而相关蛋白 NHE9 则在胶质细胞中富集;此外,NHE6 共表达网络富集于突触信号通路。对 NHE6 患者变异进行系统整理后发现,功能缺失与晚期退化相关,这与内体逐渐过度酸化的过程相符,并支持这样一种概念框架:早期代偿最终会转向神经退行性变。针对神经元内体校准的数学分析揭示,腔内 pH 与 NHE6 表达剂量之间存在可饱和关系;当表达量低于约 50% 时,会出现类似阈值的变化,导致内体过度酸化,且这一现象与 AD 严重程度相关。模型提示,这种 pH 变化可能会以指数方式加速 Aβ 寡聚化,并增强 β-分泌酶活性。此外,Aβ 寡聚化估算值与钙信号调控失常及突触功能障碍相关。研究还将模型结果与 NHE6 敲除小鼠及 AD 细胞培养模型的实验结果进行了比较。借鉴癌症领域的研究,我们提出,内体 pH 发挥着一种适应性向适应不良转变过程中的保守调节因子。恢复内体的生理 pH 可能提供一个治疗窗口,以防止 AD 中不可逆的神经退行性变。

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内体 pH 触发阿尔茨海默病中的淀粉样 β 寡聚化与适应不良的表型可塑性

Ritesh Kumar Meena,

Atchuta Srinivas Duddu,

Mohit Kumar Jolly,

Hari Prasad

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.09.23.752284

Ritesh Kumar Meena

1

印度科学研究所,班加罗尔;

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Atchuta Srinivas Duddu

1

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1

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内体功能障碍是神经退行性变的症状前期标志。近期证据表明,内体 pH 调节失常是阿尔茨海默病(AD)发病机制中的核心枢纽;然而,pH 变化导致神经退行性变的相关机制尚未得到充分阐明。在此,我们采用一个定量模型,模拟由液泡型 ATP 酶泵送质子、内体 Na⁺/H⁺ 交换体 NHE6 泄漏质子以及其他离子调节组分共同驱动的内体酸化过程。该模型再现了 AD 中 NHE6 下调如何促进内体

过度酸化可能触发适应不良的表型可塑性,即最初具有适应性的反应最终转变为病理状态。对人脑数据集的分析显示,NHE6在神经元中富集,而相关蛋白NHE9则在胶质细胞中富集;NHE6共表达网络富集于突触信号通路。对NHE6患者变异进行系统整理表明,功能缺失与晚期退化相关,这与内体进行性过度酸化相一致,并支持这样一个概念框架:早期代偿会逐步转变为神经退行性变。针对神经元内体校准的数学分析揭示,内腔pH与NHE6剂量之间存在可饱和关系;当表达量低于约50%时,系统呈现类似阈值的行为,导致内体过度酸化,并与阿尔茨海默病(AD)的严重程度相关。我们的模型提示,这种pH变化可能会以指数级速度加快Aβ寡聚化,并增强β-分泌酶活性。此外,Aβ寡聚化估算值与钙信号失调及突触功能障碍相关。我们将模型结果与NHE6敲除小鼠及AD细胞培养模型的实验结果进行了比较。通过与癌症作类比,我们提出,内体pH是调节适应性向适应不良状态转变的一种保守调控因子。恢复生理性内体pH或可提供一个治疗窗口,以防止AD中不可逆的神经退行性变。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

已申报的资助信息

Anusandhan国家研究基金会

,ANRF/ECRG/2024/002999/LS

脑研究中心

科学与工程研究委员会

,SB/S2/RJN-049/2018

Param Hansa慈善基金会

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永久展示该预印本。

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发布于 2026 年 9 月 28 日。

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Ritesh Kumar Meena、

Atchuta Srinivas Duddu、

Mohit Kumar Jolly、

Hari Prasad

bioRxiv

2026.09.23.752284;

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https://doi.org/10.64898/2026.09.23.752284

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内体 pH 触发淀粉样蛋白 β 寡聚化及阿尔茨海默病中的适应不良表型可塑性

Ritesh Kumar Meena、

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2026.09.23.752284;

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关键词:内体pH调控 · NHE6 · 淀粉样β寡聚化 · 阿尔茨海默病 · 神经退行性变 · 表型可塑性

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.23.752284v1?rss=1