CNSNT综述︱C/EBPβ：一个与阿尔茨海默病不可逆进展相关的转录因子

【神经科学前沿技术培训系列】技能培训班，详见文末

撰文︱姚  青

审阅︱华福洲，梁伟东

责编︱王思珍

阿尔茨海默病（AD）是一种认知功能迅速退化并伴有明显的病理特征的神经退行性疾病，如细胞外Aβ（β-淀粉样蛋白）肽，神经元神经原纤维缠结（NFT），持续的神经炎症和突触变性。随着如今AD发病率的升高并趋于年轻化的现状，寻找新的治疗方法已迫在眉睫。先前的研究主要集中在探索AD在蛋白质水平的发病机制，而越来越多证据强调了AD在相关转录水平的显著改变。具体来说，CCAAT/增强子结合蛋白-β（C/EBPβ）是一种控制各种器官和细胞基因表达的转录因子，通过与其他转录因子协同参与能量代谢、细胞分化和炎症发生等活动。C/EBPβ被证实与多种疾病的发生发展有关，是脑内神经炎症和免疫反应的关键调节因子。C/EBPβ被证实与AD密切相关，以年龄依赖的方式通过其促进神经炎症和介导几种疾病相关蛋白的转录调节加剧AD的病理特征。深入研究C/EBPβ调节AD进展的机制，对AD的治疗具有重要意义。

近期，南昌大学第二附属医院华福洲/梁伟东团队在CNS Neuroscience & Therapeutics上发表题为“C/EBPβ: A transcription factor associated with the irreversible progression of Alzheimer's disease”的综述文章。本文总结了C/EBPβ在正常大脑和AD中的定位及表达的变化，列举了C/EBPβ过表达加剧AD的病理特征的通路机制，分析了C/EBPβ过表达与AD不可逆性发展之间的多重恶性循环通路，指出了C/EBPβ作为治疗靶点的潜在价值，为AD及其他神经退行性疾病的治疗提供了新的方向。（拓展阅读：华福洲课题组往期进展，详见“逻辑神经科学”报道（点击阅读）：Mol Neurobiol 综述︱P2X7受体：阿尔茨海默病的新靶点；Neurobiol Dis 综述丨TMEM175：与神经系统疾病相关的溶酶体离子通道；Cell Biosci 综述︱神经胶质细胞中的脂质代谢和储存：在大脑发育和神经退行性疾病中的作用）

CCAAT/增强子结合蛋白-β（C/EBPβ）是一种控制各种器官和细胞基因表达的转录因子，已成为脑内神经炎症和免疫反应的关键调节因子。C/EBPβ控制δ-分泌酶的表达，并作为AD的关键遗传因子载脂蛋白E4（APOE4）的转录因子。此外，C/EBPβ刺激富含酸性亮氨酸的核磷蛋白-32A（ANP32A）和瞬时受体电位通道1（TRPC1）的上调，导致磷酸化 Tau 水平升高，同时与长寿基因相关的叉头BoxO （FOXO）启动子上也被证实存在C/EBPβ结合位点。越来越多的证据表明C/EBPβ在阿尔茨海默病患者中存在过表达，并且与AD的不可逆进展密切相关。

一、C/EBPβ在正常和AD脑中的定位及表达变化

在健康个体中，C/EBPβ 在海马体、皮层和小脑内的表达水平升高，与神经元发育过程显着相关[1]。与健康对照组相比， Cebpb（编码C/EBPβ）的转录在老年AD大脑中表现出更高的丰度[2]。神经元中 C/EBPβ 的水平以年龄依赖性方式增加。神经胶质细胞由于皮层促炎细胞因子的持续上调，表现出升高的C/EBPβ水平，以小胶质细胞最为显著。小胶质细胞表现出C/EBPβ的表达和核定位增强[3]。此外，免疫组织化学研究证实了C/EBPβ 免疫反应性小胶质细胞和 Aβ 沉积物与Aβ免疫反应性微血管之间的强大共定位，以及AD大脑病理易感区域的显着免疫反应性，与非痴呆（ND）大脑的相应区域或AD大脑的病理性保留区域（例如小脑）相对微弱的染色形成鲜明对比[4]。

二、C/EBPβ调控AD不可逆发展的分子通路机制

Table 1. The molecular pathways of Alzheimer's disease progression are regulated by C/EBPβ.

1. C/EBPβ在神经炎症中的作用及其与炎症介质的功能相互作用

C/EBPβ和星形胶质细胞活化：星形胶质细胞激活后，C/EBPβ的表达增加并迁移到细胞核，以调节细胞核中的基因表达作为转录因子[5]。C/EBPβ调节大部分IL-1β 介导的炎症基因的表达上调，并可能通过抑制ERK1/2调控基因，同时激活p38K调控基因 ，反向调节环氧合酶-2（COX-2）和缓激肽受体B2（BDKRB2）的表达[6]。C/EBPβ还可以与C3、TIMP-1和TGF-β1启动子结合以促进其表达。

C/EBPβ和小胶质细胞活化：活化小胶质细胞中C/EBPβ水平升高控制关键促炎基因的表达，在活化小胶质细胞内的基因调控中发挥重要作用[7]。C/EBPβ 免疫反应性小胶质细胞和Aβ沉积物与Aβ免疫反应性微血管之间存在强大共定位[4]。小胶质细胞 C/EBPβ在诱导C/EBP的细胞因子或脂多糖的刺激下上调并发生核定位，与促炎基因启动子结合，促进神经胶质细胞活化中炎症基因的表达[8]。iNOS、髓过氧化物酶、C反应蛋白、M-CSF和其他启动子显示C/EBPβ结合位点。

在神经胶质激活过程中，C/EBPβ以刺激和基因依赖性方式选择性地与促炎基因启动子结合，从而促进炎症基因的表达。促炎因子促进C/EBPβ上调和易位到细胞核，随后促进炎症因子的产生。C/EBPβ与神经炎症之间形成恶性循环，是阿尔茨海默病的不可逆进展的重要原因。

2.C/EBPβ-δ-分泌酶轴上调，导致AD中Aβ和NFT水平升高

天冬酰胺内肽酶（AEP）是一种半胱氨酸蛋白酶，称为δ分泌酶，以年龄依赖性的方式切割APP和Tau，导致AD中Aβ斑块和NFT的形成。C/EBPβ显著增强LMGN（δ-分泌酶基因）启动子活性，并与位于LMGN启动子上游1480个碱基的 GAATTCAGAGGC序列结合，促进LMGN mRN转录[9]。在中枢神经系统中，C/EBPβ以年龄依赖性方式调节δ分泌酶的表达[10]。同时，Aβ和δ-分泌酶切割的中间产物APP C586-695（C110）片段可结合并激活CebpB, 使C/EBPβ表达增加[11]。

C/EBPβ-δ-分泌酶轴介导许多外源性和内源性危险因素（肠道炎症或微生物群、动脉粥样硬化 、高脂肪饮食和创伤性脑损伤等）与AD发展之间的相互作用[12]。C/EBPβ-δ-分泌酶轴的加强，进一步增强了各种因素对阿尔茨海默病进展的影响。

3. C/EBPβ介导AD关键基因APOE4的转录

ApoE是一种主要在星形胶质细胞、小胶质细胞、神经元和脉络丛中表达的糖蛋白，可作为脂质转运蛋白发挥作用，尤其是胆固醇和胆固醇酯[13]。APOE亚型会影响大脑中Aβ和Tau沉积，其中APOE4是AD最强的遗传风险因素[14]。C/EBPβ介导APOE4的表达，导致脂滴和Aβ的积累。转录因子C/EBPβ与APOE启动子−305至 +93片段内的C/EBP结合基序结合并相互作用，作为APOE的特异性转录因子促进其基因转录。与其他ApoE亚型相比，ApoE4亚型表现出低脂质状态，易形成不含脂质的ApoE4聚集体，神经元和星形胶质细胞之间的脂质周转不良，导致神经元脂滴的积累，ApoE4 通过Aβ非依赖性途径影响脂质转运，导致线粒体损伤和活性氧增加[15]。此外，ApoE亚型对APP转录和Aβ分泌具有Aβ依赖性作用，其中ApoE4诱导APP转录增加最强。ApoE4增加Aβ的产生和聚集，而降低Aβ清除率[16]。APOE4通过Aβ依赖性途径增加Aβ的产生，同时会加剧tau介导的发病机制、神经毒性神经炎症和神经退行性变[17]。同时，ApoE4可逆向强烈激活C/EBPβ，形成AD不可逆性进展的又一个恶性循环。

4. C/EBPβ-TRPC1-SOCE信号转导的上调导致内质网应激以及蛋白酶和磷酸酶的失调

储存操作的钙进入（SOCE）构成了无处不在的Ca²⁺进入途径，在中枢神经系统中至关重要，其失调会导致神经炎症、突触功能障碍和神经元死亡[18]。SOCE的关键成分包括基质相互作用分子（STIM1/2）、Orai通道（ORAI2/3）和瞬时受体电位通道（TRPC1-7）。在内质网钙储存耗尽后，STIM1/2检测到内质网钙水平降低，发生寡聚化并随后从内质网样位点转移到质膜，随后与钙传导通道（ORAI和TRPC）相互作用以引起钙内流并补充钙储存[19]。在hTau过表达的背景下，激活的C/EBPβ与TRPC1启动子序列结合，促进TRPC1转录，增高神经元稳态 [Ca²⁺] I，增强内质网（ER）应激，导致蛋白激酶和磷酸酶失衡，并加剧tau蛋白病[20]。C/EBPβ-Trpc1-soce-信号通路与hTau过表达形成恶性循环，从而加速AD的进展。

5. C/EBPβ的激活诱导 ANP32A 基因的转录，抑制组蛋白乙酰化，并刺激磷酸化Tau的形成

神经系统内的蛋白质乙酰化，在与长期记忆相关的基因表达的调节中起着至关重要的作用[21]。细胞复合物乙酰转移酶抑制剂（INHAT）由ANP32A（也称为I1 PP2A）和SET组成，可抑制组蛋白乙酰化。在AD影响的大脑区域中，C/EBPβ 通过与ANP32A近端启动子区域中的保守识别元件结合来诱导ANP32过表达，最终导致生命相关基因的表达减少[22]。ANP32A作为内源性PP2A抑制剂，可增加tau蛋白过度磷酸化水平。AD样MAPT/Tau积累可通过调节ANP32A-INHAT-IST1-ESCRT-III通路抑制自噬体-溶酶体融合，造成自噬缺陷[23]。C/EBPβ- ANP32A在AD神经退行性变慢性进展期间介导了MAPT/Tau积累和自噬缺陷的恶性发展。

6.C/EBPβ通过抑制FOXO1选择性触发抑制性GABA能神经元变性

FOXO是叉头转录因子家族的成员，在长寿、细胞稳态和认知能力中起着保守的作用[24]。核REST（FOXO的转录因子）和FOXO1水平与抑制兴奋和突触功能的基因呈强正相关，从而延缓衰老和延长寿命[25]。AD大脑神经元中上调的C/EBPβ直接与REST和FOXO1启动子结合，起转录抑制因子的作用，显着影响胰岛素触发的P-IR 和p-FOXO1 T24/FOXO1活性，尤其是在GABA能神经元中，增加了Aβ聚集毒性，并诱导了GABA能神经元变性和死亡。同时，可以发现抑制FOXO基因转录可促进LGMN的转录，导致AEP增加，Aβ和Tau积累[26]。

三、C/EBPβ在其他神经退行性疾病中的作用机制

有实验证据表明，C/EBPβ可以通过多种途径促进其他退行性疾病的发展。C/EBPβ表现出对单胺氧化酶B（MAOB）表达的年龄依赖性调节，MAOB是多巴胺代谢中的关键酶，可触发多巴胺能神经元中的氧化应激并促进α-syn的聚集[27]。C/EBPβ亦可通过介导 δ-分泌酶及APOE4 的表达加重α-syn病理学。线粒体电子传递链（ETC）的失活可激活C/EBPβ/AEP通路，而C/EBPβ可以通过调节线粒体转录因子A（TFAM）来影响线粒体自噬，导致多巴胺能神经元细胞死亡[28]。C/EBPβ作为BDNF和Netrin-1的有效抑制因子，抑制营养因子的表达，从而引发 PD 的非运动和运动症状[29]。在多发性硬化症（MS）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）中，C/EBPβ也被证明是促炎基因的转录因子。

图1 C/EBPβ调节与AD脑炎症相关的信号通路

四、结论与展望

C/EBPβ 由炎症细胞因子激活，是一种调节与AD进展相关通路中关键酶和蛋白质的关键转录因子，并介导AD发展中的多条恶性循环通路。C/EBPβ通过参与胶质细胞的激活及神经炎症的加重，上调 δ-分泌酶、ApoE4 蛋白及ANP32A的表达，增强 C/EBPβ-TRPC1-SOCE 信号传导，以及抑制FOXO 的活性等导致神经炎症加重，Aβ和Tau积累增加，神经元减少等，加速AD的不可逆性进展。同时，C/EBPβ 在PD、MS和ALS等神经退行性疾病中的重要作用也在相关实验中得到证实。此外，在癌症治疗中，靶向C/EBPβ已成为一个极具潜力的研究方向。本综述旨在增强我们对C/EBPβ信号转导与相关靶基因表达之间相互作用的理解，强调C/EBPβ 作为治疗AD和其他退行性疾病的治疗靶点的潜力。目前，我们对致病性神经胶质细胞中基因表达的调控机制的了解仍然有限，C/EBPβ拮抗剂在神经退行性疾病中的有效性和潜在副作用仍不清楚。研究人员可继续以C/EBPβ作为广泛和深入研究的焦点，为AD、其他神经退行性疾病甚至更具挑战性的疾病开发更有效的治疗策略和药物干预。

原文链接：https://doi.org/10.1111/cns.14721

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第一作者 姚青（左一）；通讯作者 华福洲（中间）；通讯作者 梁伟东（右一）

（照片提供自华福洲/通讯作者团队）

通讯作者简介：华福洲，科室副主任，主任医师，博导，江西省麻醉学重点实验室执行主任。中国侨联特聘专家委员会委员；中华医学会麻醉学分会-基础与应用研究学组委员；荣获中国侨届贡献奖“一等奖”；江西省“双千计划”首届自主培养类高端人才，江西省科技进步奖3项。研究方向麻醉手术对神经认知功能的影响及机制。发表BBI、Journal of Neuroinflammation、Cell & Bioscience等SCI论文60余篇。授权国家专利28项。

通讯作者简介：梁伟东，医学博士，硕士研究生导师，赣医一附院麻醉手术中心副主任。江西省医学会麻醉学分会青年委员会副主任委员；江西省医师协会麻醉学分会常务委员；江西省研究型医学会麻醉学分会委员；赣州市医学会麻醉学分会委员；赣州市医学会快速康复外科学会常务委员；发表科研论文20余篇，其中SCI论文10余篇；主持江西省自然科学基金及省教育厅重点项目等省部级课题3项，参与国家自然科学基金1项，参与其他省市及课题多项；指导大学生（本科）创新创业课题1项；获得实用新型发明专利4项，参编人民卫生出版社教材一部

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编辑︱王思珍
本文完