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APOE ε4是阿尔茨海默病（AD）最强风险基因，但这并不意味着携带APOE ε4的人都会患上AD，仍有正常认知的健康个体存在。

这些人仅仅是天选的幸运儿吗？

近期，哥伦比亚大学科学团队对四十余万人遗传数据进行了分析，找到了针对APOE ε4的保护突变。研究发现，纤连蛋白1（FN1）的rs140926439变异具有显著AD保护作用（OR 0.29），研究者认为FN1可能是APOE ε4参与AD病理的重要下游机制。

这也是迄今为止规模最大的对AD相关APOE ε4/4携带者的遗传分析。论文发表在《神经病理学报上》。

论文题图

APOE ε4的AD风险根据人种有所不同，在白人、非西班牙裔人群中较非裔美国人、西班牙裔美国人更为突出。

研究者首先分析了来自700个受AD影响的、非西班牙裔白人和加勒比西班牙裔家庭的3578名个体的全基因组分析（GWAS）数据，筛选认知健康的70岁以上APOE ε4纯合子携带者和80岁以上APOE ε4杂合子携带者中存在，而在非携带者中不存在的罕见编码变异（MAF＜1%）。

在476个基因中，研究者找到了510个变异，其中尤其值得关注的就是FN1的rs116558455和 rs140926439变体，MAF分别为1.85%和3.33%。

在西班牙裔中，所有携带APOE ε4的AD患者均不携带rs116558455；在非西班牙裔白人中，纯合APOE ε4 AD患者均不携带rs140926439，杂合子患者中仅1%携带。

研究者对筛选出的保护性基因进行基因本体论分析，发现有关细胞外基质（ECM）的各种生物过程富集，例如细胞粘附、整合素结合、ECM结构成分等。研究者猜想，保护机制与ECM有关。

研究者从ECM相关变异中选择了FN1和VI型胶原蛋白α2链（COL6A2），它们是常见的ECM成分。COL6A2 rs777822883和FN1 rs140926439两个变异都涉及带电残基的变化，研究者利用AlphaFold分析蛋白结构，认为二者均会影响蛋白结构稳定性，可以认为它们是功能丧失突变。

为了验证FN1变体的保护作用，研究者调取了多个AD相关的遗传队列，最终纳入了465669名60岁以上非西班牙裔白人病例对照个体。不过在最终分析中，由于数据源中rs116558455非常罕见，仅对rs140926439进行了分析。

这是迄今为止对AD相关APOE ε4/4携带者规模最大的遗传分析。

分析结果显示，rs140926439与APOE ε4/4携带者AD风险显著降低有关（OR 0.29），分析发病年龄可发现，单个次要等位基因拷贝可将APOE ε4/4携带者发病延迟3.4年。

FN1主要表达于血脑屏障（BBB）基底膜，研究者认为APOE ε4可能与其沉积水平有关。27名已知APOE基因型的AD患者脑样本分析显示，在APOE ε4/4和APOE ε3/4中，FN1水平显著增加，增幅分别为26.6%和8.1%。

而在患有痴呆和认知正常的APOE ε4/4携带者中，FN1沉积水平也是显著不同的，APOE ε4/4 AD患者FN1沉积和反应性胶质增生水平更高。

APOE ε4/4 AD患者FN1沉积和反应性胶质增生水平更高

研究者在斑马鱼中测试了FN1的具体功能。敲除斑马鱼fn1b基因后，用Aβ42处理后可见，纤连蛋白功能丧失减少了胶质-血管相互作用，这在其他研究中已被证实是一种针对淀粉样蛋白毒性的保护机制，可以增强对有毒蛋白聚集体的清除和免疫活性。

由此可见，纤连蛋白实际上是对β淀粉样蛋白清除的负向调节机制。纤连蛋白为免疫细胞提供了附着点，在病理条件下会损害血管功能、导致血脑屏障分解和突触完整性丧失。

遗憾的是，由于FN1变体在人类患者中相对还是罕见的，研究未能对相应个体进行神经病理学评估，或许更大规模的研究能够提供这个机会。

参考资料：

[1]https://link.springer.com/article/10.1007/s00401-024-02721-1

本文作者丨代丝雨