文献解析-白三烯A4水解酶抑制通过调节突触功能改善与年龄相关的认知衰退

文献标题：Leukotriene A4 hydrolase inhibition improves age-related cognitive decline via modulation of synaptic function

DOI： 10.1126/sciadv.adf8764

研究背景：

这篇文章的研究背景集中在白三烯（Leukotrienes, LTs）这一类炎症生物活性脂质在大脑中的作用，尤其是在与年龄相关的认知衰退和阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）中的作用。以下是研究背景的几个关键点：

白三烯是重要的炎症介导因子，它们在外围组织中的作用已经得到了广泛的研究，但在中枢神经系统（CNS）中的作用尚不清楚。随着对炎症在老化大脑中作用的认识增加，研究者开始探索白三烯可能在其中扮演的角色。老化与多种功能的逐渐下降和疾病发病率的增加相关，这种现象在没有活跃感染的情况下，由于持续的低水平炎症导致年龄相关疾病，被称为“炎症老化”（inflammaging）。炎症老化在大脑中的特征包括星形胶质细胞和小胶质细胞的神经炎症增加、免疫细胞异常浸润、突触丢失和认知功能受损。白三烯中的胱硫白三烯（Cys-LTs）已被证明影响包括创伤性脑损伤、阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症等在内的CNS疾病。而非胱硫白三烯，如LTA4和LTB4，它们在大脑中的研究相对较少。LTB4在大脑中被发现，并与认知功能的下降相关。LTB4的受体和上游处理酶在小鼠和人类神经元中表达，但LTB4在这些脑细胞类型中的具体作用尚不清楚。研究者进一步调查了LTA4H与认知功能之间的联系，特别是在5-脂氧合酶（5-LOX）上游的LTA4H，在AD患者大脑中的增加，以及在AD小鼠模型中敲除5-脂氧合酶激活蛋白对认知功能的改善作用。

综上所述，这篇文章的研究背景强调了白三烯在大脑中的潜在作用，特别是在与年龄相关的认知衰退和阿尔茨海默病的背景下，以及LTA4H作为治疗策略的潜力。

研究内容：

LTA4H在大脑中的作用：研究者们发现白三烯A4水解酶（LTA4H）在健康小鼠神经元中表达，并且其在老年小鼠中的抑制能够改善海马体依赖的记忆。通过使用小分子LTA4H抑制剂，研究者们评估了长期抑制LTA4H对老年小鼠认知功能的影响。利用单细胞核RNA测序技术，研究者们分析了抑制LTA4H后海马神经元中与突触组织、结构和活动相关的基因表达变化。

测量了健康捐赠者和阿尔茨海默病（AD）患者不同年龄段的人类血浆中LTA4H水平，并探讨了其与认知障碍的关联。

研究方法：

1. 动物实验：使用老年（20-22个月）和年轻小鼠进行行为实验，评估LTA4H抑制剂对认知功能的影响。

2. 小分子LTA4H抑制剂：测试了两种小分子LTA4H抑制剂：AKST1220和SC57461A，以确认它们在降低LTB4水平方面的效力。

3. 行为测试：包括Y迷宫空间学习任务、情境恐惧条件任务和放射臂水迷宫（RAWM）任务，以评估小鼠的认知表现。

4. 单细胞核RNA测序（Nuc-seq）：对老年小鼠海马神经元进行Nuc-seq，以研究LTA4H抑制后基因表达的变化。

5. 药代动力学分析：通过给老年小鼠口服AKST1220和SC57461A，分析这些化合物在大脑、血液和血浆中的浓度。

6. 人类血浆样本分析：使用酶联免疫吸附试验（ELISA）和基于寡核苷酸的检测方法（SomaLogic）来测量不同年龄段健康捐赠者以及AD患者血浆中LTA4H的水平。

7. 分子对接研究：使用计算软件Discovery Studio进行分子对接研究，以预测AKST1220和SC57461A与人类LTA4H酶的结合模式。

研究结果:

1．LTA4H和LTB4R1在神经元中的表达：研究发现LTA4H蛋白在小鼠大脑皮层中可被检测到，并且通过免疫组织化学（IHC）发现LTA4H与神经元核标记物NeuN共定位，表明LTA4H在神经元中表达。LTB4受体LTB4R1在神经元的树突上表达，并且与微管相关蛋白（MAP2）共定位。

2．LTA4H抑制对认知功能的影响：使用AKST1220和SC57461A两种小分子LTA4H抑制剂对老年小鼠进行长期给药，结果表明AKST1220能够改善老年小鼠在Y迷宫空间学习任务中的表现，而SC57461A则没有显著效果。AKST1220短期给药也能改善老年小鼠在情境恐惧条件任务中的认知表现。

3．LTA4H抑制剂的脑渗透性：AKST1220在老年小鼠的大脑均质物中浓度高，且在低至0.1 mg/kg剂量时能够穿透大脑，而SC57461A则没有被发现能穿透大脑。

4．LTA4H抑制对基因表达的影响：通过单细胞核RNA测序发现，LTA4H抑制导致与突触组织、结构和活动相关的重要基因表达发生显著变化。AKST1220治疗后与认知改善相关的基因如Ralyl表达增加，而与SC57461A治疗后则无变化。

5．LTA4H血浆水平与认知障碍的关联：研究发现，LTA4H血浆水平在老年和AD患者中增加，并与认知障碍相关。LTA4H血浆水平与迷你精神状态检查（MMSE）得分呈负相关，表明LTA4H水平可能作为认知障碍的潜在血浆生物标志物。

6．LTA4H作为治疗靶点的潜力：研究结果表明，LTA4H在大脑中的作用以及其抑制可能是治疗与年龄相关疾病中认知衰退的有前景的治疗策略。这些结果揭示了LTA4H在大脑中的潜在作用机制，并为开发针对认知衰退的新疗法提供了科学依据。

在这篇文献中，LTB4 ELISA kit（货号：ADI-900-068）的主要应用是定量检测小鼠血浆中的白三烯B4（LTB4）水平。具体来说，该试剂盒用于以下几个方面：

血浆LTB4水平的测定：文献中提到，通过使用LTB4 ELISA kit来测量老年小鼠在给予LTA4H抑制剂处理后血浆中LTB4的水平，以评估抑制剂对LTB4水平的影响。

评估LTA4H抑制剂的效果：通过比较给予LTA4H抑制剂处理的小鼠与对照组小鼠血浆中LTB4水平的差异，来评估LTA4H抑制剂的效力和效果。

研究LTB4在年龄相关认知衰退中的作用：文献中还探讨了LTB4水平在老年小鼠以及与年龄相关的认知衰退中的作用，通过测量血浆LTB4水平来进一步理解其在认知功能中的作用机制。

综上所述，LTB4 ELISA kit在这篇文献中的主要应用是用于定量测定小鼠血浆样本中的LTB4水平，以评估LTA4H抑制剂对老年小鼠血浆LTB4水平的影响，并进一步探讨LTB4在年龄相关认知衰退中的作用。

Enzo的LTB4酶联免疫吸附测定试剂盒是如何定位的？

LTB4 ELISA试剂盒是一种比色竞争性酶免疫测定试剂盒，4小时可出结果。它设计用于检测多达39个样品的副本，具有广泛的动态范围，适用于各种样品基质，包括细支气管肺泡灌洗液，细胞裂解液，沟液，组织，血清和全血。

白三烯是花生四烯酸5-脂氧合酶代谢的主要产物。LTB4刺激白细胞功能，包括溶酶体酶释放、黏附和多形核白细胞聚集。它被认为是炎症性疾病和免疫调节的有效介质。半胱氨酸白三烯（LTC4， LTD4和LTE4）是由半胱氨酸衍生物添加到LTA4而形成的。LTC4合成酶将LTA4转化为LTC4限制了半胱氨酸白三烯形成的速率。半胱氨酸白三烯在炎症中是有效的脂质介质，诱导平滑肌收缩和增加毛细血管通透性。

值得注意的产品亮点包括：

超灵敏测量LTB4，检测低至5.63 pg/mL；

在众多同行评审的出版物中被广泛引用；

广泛的动态范围适用于各种各样的样品，

高通量格式，可在4小时内获得多达39份样品的结果。

高可重复性的结果，日复一日，一批又一批

完全定量的结果超过半定量的Western blot分析