ApoE蛋白是腦磷酸肌醇二磷酸(PIP2)穩態的關鍵因素，ApoE4亞型功能失調會導致AD的認知功能下降。synj1是PIP2降解酶，synj1的降低加速溶酶體降解途徑的清除，改善輕度創傷性腦損傷(TBI)誘導的tau蛋白過度磷酸化，挽救ApoE4相關的認知障礙。大腦中synj1水平的增加部分是由于synj1 mRNA不能有效降解，miRNA主要通過結合mRNA 3'URT區域的miRNA結合元件來調節靶基因轉錄后水平。那接下來這篇文章主要研究miR-195是否調節ApoE4相關的腦PIP2穩態失衡，認知損傷和AD病理。

技術路線圖：

研究結果：
1.MiR-195是參與ApoE調控synj1表達的最佳候選miRNA
   首先比較了ROSMAP 數據庫中ApoE4?/?和ApoE4+/-兩種狀態中人miRNA譜，鑒定了16個顯著差異表達的miRNAs。ApoE3或ApoE4條件培養液(CM)處理的ApoE?/?海馬神經元進行了miRNA陣列研究，30個差異表達的miRNAs。在這些miRNAs中，MiR-195是ApoE4+和ApoE4?條件下僅有表達差異的miRNA。數據庫預測與synj1 mRNA結合的miRNAs，MiR-195被預測為先選候選miRNA。在所有受試者和女性受試者中，ApoE3+/+攜帶者MiR-195與synj1 mRNA水平呈負相關。ApoE4+/-攜帶者中也存在負相關趨勢，但無統計學意義，表明ApoE4等位基因存在時MiR-195與synj1的網絡調控可能減弱。與MiR-195負相關的靶基因和基因的最高富集功能包括神經元和突觸功能的調節、神經發生和分化，而與MiR-195正相關的基因的功能在循環系統和血管發育中富集。總之，這些結果暗示MiR-195在調控ApoE-synj1-PIP2通路中是最佳候選miRNA。

 2.大腦MiR-195水平降低與ApoE4基因型、疾病進展和認知能力下降有關
   與ApoE4-/-的受試者相比，ApoE4+/-輕度認知障礙(MCI)和臨床癡呆評分(CDR)在0.5到1之間的早期AD受試者的頂葉皮層組織中MiR-195水平降低，觀察到MiR-195水平隨著疾病從正常衰老到MCI和早期AD的進展而降低，女性受試者MiR-195顯著低于男性受試者。在CDR（0.5-1）的ApoE4-/-攜帶者中，大腦MiR-195和PIP2水平呈正相關，在CDR（0-1）受試者中，無論ApoE基因型如何，均呈正相關趨勢。腦MiR-195與其他磷脂種類和變量，如PI和磷酸肌醇(PIP)，死后時間(PMI)，Aβ水平和年齡之間沒有相關性。ApoE4基因型MiR-195參與了早期疾病的發生和加速。
   大腦和腦脊液MiR-195水平的降低與AD早期發展過程中的ApoE4基因型、認知能力下降和tau病理學相關。

3. ApoE4小鼠腦和培養神經元中，MiR-195表達降低
   在小鼠模型和原代神經元中驗證。與ApoE3+/+小鼠相比，ApoE4+/+小鼠大腦中的MiR-195水平更低。ApoE-/-腦中MiR-195表達降低。在ApoE-/-海馬神經元中，ApoE4條件培養基（CM，來源星形細胞）處理之后MiR-195水平始終低于ApoE3-CM處理。
   在ApoE3-CM處理的條件下，RAP（ApoE受體相關蛋白，是ApoE受體的抑制劑）處理導致MiR-195水平降低。而在ApoE4-CM處理的條件下，MiR-195水平在基線時低得多，在RAP處理后呈上升趨勢。這些結果表明，星形細胞來源的ApoE可能與神經元上的ApoE受體結合，導致神經元MiR-195的改變，而ApoE4對神經元MiR-195的表達表現出功能缺失的影響。然后我們確定MiR-195的上調是否調節預測靶基因synj1的表達水平。過表達MiR-195可顯著降低ApoE4-CM處理的ApoE?/?神經元中synj1蛋白水平。提示MiR-195對synj1表達的特異性作用。同樣,在ApoE3+/+或ApoE4+/+神經元中過表達MiR-195，導致synj1 mRNA和蛋白表達下降。

4.在ApoE4小鼠模型中，過表達MiR-195挽救了認知缺陷并改善AD相關的病理
   在ApoE4+/+KI小鼠的雙側海馬區轉染攜帶MiR-195的慢病毒，ApoE4+/+KI小鼠的識別行為受損完全被MiR-195的過表達挽救。過表達MiR-195也降低了ApoE4小鼠大腦中的p-Tau水平，synj1 mRNA水平和蛋白水平均降低。在過表達MiR-195的ApoE4+/+FAD小鼠中觀察到p-Tau，低聚物Aβ42和淀粉樣斑塊均降低。
   GSEA研究表明被MiR-195過表達干擾的最佳通路是線粒體相關通路（研究表明線粒體動力學失衡介導的海馬神經元損傷是AD的重要病理機制）。結果表明，在正常或者AD背景的ApoE4小鼠模型中，升高MiR-195水平可以挽救ApoE4和AD相關的認知缺陷和病理改變。

5.ApoE4 AD患者人誘導多能干細胞(hiPSCs)來源腦細胞中，升高MiR-195水平可以挽救溶酶體缺陷
   ApoE4+/+神經元中MiR-195的過表達導致溶酶體大小顯著減少，p-Tau蛋白水平降低。與ApoE3+/+正常衰老iPSC衍生星形膠質細胞相比，ApoE4+/+AD中培養的iPSC衍生星形膠質細胞中MiR-195水平也較低。在人類iPSC衍生的ApoE4+/+AD腦細胞中，升高MiR-195水平可以挽救溶酶體缺陷，而抑制MiR-195可能加劇這些表型。
   過表達MiR-195后，synj1+/+神經元的溶酶體大小從101.5μm2減小到75.8μm2。這表明MiR-195通過靶基因synj1發揮作用，挽救了與受體相關的溶酶體缺陷。這些結果表明，在人類iPSC衍生的ApoE4+/+AD腦細胞中，升高MiR-195水平可以挽救溶酶體缺陷，而抑制MiR-195可能加劇這些表型。

總結：
   本研究提供了ApoE4基因型特異性的腦MiR-195表達改變與AD相關表型(包括腦磷脂失調、認知缺陷、溶酶體缺陷和tau病理學)之間的聯系。這些研究可能揭示在AD中，針對特定miRNA MiR-195的新的治療策略。