阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是最常见的神经系统退行性疾病，85岁以上的人群有半数患AD^[1]。目前，AD发病的具体分子机制仍不清楚。早发性AD与淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)和早老素(presenilin,PSEN)基因突变密切相关，而迟发性AD与β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)的清除障碍相关。载脂蛋白E(apolopoprotein,ApoE)^[2]与低密度脂蛋白受体相关蛋白1(low-density lipoprotein receptor-related protein 1,LRP1)^[3]均对脑内Aβ的清除起到重要作用。 1 概述

LRP1是一种内吞受体，属于低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)受体家族成员。这类受体家族的成员都是细胞表面受体并参胆固醇代谢、胞内运输及细胞信号传导等过程，且在突触可塑性和神经元发育方面起到重要作用。LRP1的分子量为600 kDa，它能够结合约40种功能和结构各异的配体。LRP1包含两个异源二聚体肽段，一个是515 kDa的重链，它包含与配体结合的结构区域并位于细胞膜外，另一个是包含跨膜区域和细胞质尾域的85 kDa的轻链。大多数的LRP1配体与细胞膜外的II和IV区域结合，这些配体中与AD相关的蛋白有ApoE、APP、Aβ和α2巨球蛋白。LRP1能够通过细胞摄取和溶酶体降解途径调控脑内Aβ的清除或者通过转胞吞作用使Aβ通过血脑屏障(blood brain barrier,BBB)进入外周循环。

目前有40多个基因研究关注LRP1的单核苷酸多态性与AD的关系。一些独立的研究证明LRP1中单核苷酸多态性的同义与非同义改变有正相关性。最近的一项研究发现AD患者脑中Aβ产生与清除的失衡是导致AD发病的关键，而LRP1与Aβ的清除密切相关^[4]。 2 LRP1介导的细胞对Aβ的摄取及降解

LRP1介导的细胞对Aβ的摄取及降解对中枢神经系统中Aβ的清除有重要作用。近年的文献报道阐述了在中枢神经系统中神经元、平滑肌细胞及星形胶质细胞中LRP1能调节Aβ的细胞内吞及降解。最近的研究证实了神经元能直接通过LRP1摄取Aβ42，且LRP1能将摄取的Aβ转运到溶酶体内进行降解^[5]。然而，研究发现溶酶体不能完全降解Aβ，且随着时间积累Aβ会在溶酶体内沉积^[6]。另有研究发现溶酶体内高浓度的Aβ42和酸性环境能易化Aβ42的聚集从而产生细胞毒性^[7]。故神经元对Aβ的摄取超过溶酶体降解能力时，沉积在溶酶体内的Aβ能产生细胞毒性，对AD的病理发展起到促进作用。

Kanekiyo等^[8]的研究发现脑血管平滑肌细胞能通过LRP1摄取周围环境的Aβ并将其清除。在体外实验中，降低人脑血管平滑肌细胞中LRP1的表达能够明显减少其对Aβ40和Aβ42的清除能力，且用溶酶体抑制剂处理人脑血管平滑肌细胞能减少细胞内Aβ的降解，说明脑血管平滑肌细胞上的LRP1能够通过溶酶体途径调节Aβ的清除。进一步的研究证实特异性抑制小鼠脑血管平滑肌细胞LRP1表达能导致Aβ沉积增加。脑血管平滑肌细胞中LRP1介导的Aβ摄取对细胞有毒性作用并能导致细胞衰退和死亡，这个过程与上述神经元对Aβ的摄取作用一样，并不是发挥神经保护作用而是导致细胞毒性。

LRP1也参与脑内星形胶质细胞对Aβ的摄取与降解。目前研究发现只有表达ApoE的星形胶质细胞能够发挥清除Aβ的作用且这一过程能被LRP1抑制剂RAP(receptor-associated protein)抑制。另外，Li等^[9]发现，抑制U87星形胶质细胞瘤LRP1表达后，细胞对可溶性Aβ42单体和Aβ42寡聚物的摄取能力均降低，且摄取可溶性Aβ42单体的能力降低幅度较大，细胞摄取的Aβ42均通过溶酶体途径降解。

近期的研究发现一种名为sortilin的1型跨膜蛋白对ApoE依赖的Aβ降解过程起重要作用^[10]。Sortilin缺乏的小鼠表现为全身高表达ApoE，且由于对ApoE结合Aβ形成的复合物清除减少导致Aβ沉积和淀粉样斑块增多。虽然sortilin是神经元上介导ApoE依赖的Aβ清除的主要受体，但是它与游离Aβ结合的能力比LRP1要低1000倍，说明与sortilin相比LRP1在清除游离Aβ过程中发挥更重要的作用。 3 脑内Aβ的外流转运

血脑屏障由脑血管内皮细胞与神经胶质细胞组成，它是中枢神经系统与外周血液之间的一个渗透屏障，能够抑制血浆与脑组织间液中的溶质自由流动从而保护中枢神经系统的稳态。许多研究报道了注射入小鼠脑内的人源性Aβ能够进入外周循环，说明在脑与外周循环之间存在一种特殊的Aβ转运系统^[4]。Shibata等^[11]的实验证明了可溶性的Aβ40能够通过LRP1转运透过BBB，随后一系列的实验通过运用LRP1抑制剂、LRP1特异性抗体及干扰RNA等技术进一步验证了这个结论^[12,13,14]。最初研究人员认为Aβ与常见的LRP1配体(如ApoE、ApoJ、α2M)结合形成复合物后才能通过BBB，后来的研究证明在模型小鼠中游离的Aβ能够直接与LRP1配体结合区域II和IV结合并通过细胞转胞吞作用穿透BBB^[15]。

尽管LRP1在脑内Aβ穿透BBB的过程中起到重要作用，但仍有学者质疑血脑屏障上的LRP1的表达水平是否足以调控Aβ的外流，且能够证明LRP1调控Aβ转胞吞作用的证据较少。Nazer等^[16]运用Madin-Darby犬肾脏细胞系作为BBB体外模型的实验没有发现LRP1介导转胞吞作用。这个实验只证实了在BBB模型细胞系中Aβ只经过了细胞内吞及胞内降解的过程，因此作者认为LRP1可能需要一个共转运体或者一个下游分子的协同作用才能完成对Aβ的转胞吞作用。P-gp可能是调控脑内Aβ外流的一个共转运体，它主要表达于脑毛细血管管腔膜，因此，它可能与LRP1共同协作完成对Aβ的转胞吞过程^[17]。另外megalin/LRP2能够参与调节与ApoJ结合的Aβ复合物的转胞吞过程^[18]，但上述这些受体调控的Aβ转胞吞过程的具体机制仍有待研究。 4 外周Aβ的内流转运

LRP1介导的对Aβ的转胞吞作用能够使脑内的Aβ转运到外周系统，同时也能将外周的Aβ转运至脑内。Pflanzner等^[12]在原代小鼠脑毛细血管内皮细胞中发现通过LRP1转胞吞作用从外周进入脑内的Aβ和通过LRP1从脑内转出至外周的Aβ总量相等。有研究认为晚期糖化终产物受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)能够调节Aβ从外周内流进入脑内的过程^[19]。由于人的原代脑微血管内皮细胞RAGE的表达水平非常低^[20]，所以对于RAGE是否在BBB表达仍存有争议。此外，Do等^[21]运用原位脑灌流技术发现了在小鼠体内，有机阴离子转运多肽la4(organic anion transporter polypeptide la4,oatpla4)也与Aβ从外周血转运至脑内的过程密切相关。 5 外周LRP1调控的Aβ清除

α和β分泌酶分别主导APP的非淀粉样酶切途径和淀粉样酶切途径。LRP1能被α和β分泌酶水解释放其胞外段可溶性的LRP1(sLRP1)至细胞外液^[22]。在血浆、人脑组织和脑脊液中均能检测到sLRP1^[23]。

在人类和小鼠的血浆中，sLRP1是外周系统中与Aβ结合的主要蛋白，能够结合70%～90%的游离Aβ^[24]。Aβ与sLRP1结合形成的复合物不能通过BBB并且能够被肝脏和肾脏清除。AD患者血浆中sLRP1的水平与正常人相比显著下降，且AD患者血浆中游离的Aβ的含量较正常人高，故导致AD患者外周Aβ转运至脑内的量增加^[24]。另外，sLRP1的氧化水平与AD和老龄化相关，在AD患者和AD模型小鼠中氧化的sLRP1不能与Aβ结合^[24]。这些结果提示外周sLRP1与Aβ结合水平的下降能促使外周游离的Aβ聚集增多并增加其内流入脑内的量。

肝脏是调节血浆蛋白水平的主要器官。有研究证实小鼠肝脏是摄取外周血浆中Aβ的主要器官^[25]。将放射标记的Aβ注入小鼠外周循环后发现，肝脏细胞能够摄取90%的放射标记的Aβ。此外，肾脏、脾脏和胃也在外周Aβ清除系统中起到一定的作用^{[24, 25]}。Tamaki等^[26]阐释了肝脏摄取Aβ的机制，研究证明肝脏LRP1能够饱和结合血浆中的Aβ，运用LRP1配体结合抑制剂RAP或用siRNA技术使LRP1表达沉默都能导致肝脏对Aβ摄取能力的下降。胰岛素降解酶、脑啡肽酶和其他一些蛋白酶能够将肝细胞内吞的Aβ肽段降解。另外，外周Aβ的清除能够影响Aβ转运至脑内的过程。Mackic等^[27]在年老的松鼠猴中发现外周Aβ清除系统的损伤与脑内Aβ的沉积相关。Tamaki等人发现大鼠肝脏LRP1的表达水平随着年龄的增加而下降^[26]，而人血浆中Aβ的水平随着年龄增高而增加。这些结果都提示随着年龄增加，肝脏对Aβ的摄取能力下降从而导致血浆中Aβ水平增高，最终促进Aβ通过BBB转运至脑内。 6 展望

由于LRP1对Aβ的清除起到重要作用，且在老年人及AD患者中LRP1的表达量随年龄增加而减少，故提高LRP1在血脑屏障或外周的表达可作为AD的潜在治疗靶点。目前，有药物研究显示降低胆固醇的他汀类药物能够提高LPR1和其他的LDL受体在肝脏^[28]和血脑屏障^[29]上的表达从而增加Aβ的清除。另外，Alaa等^[30]的研究发现橄榄油提取物Oleocanthal能够通过提高小鼠脑血管内皮细胞LRP1表达提高Aβ的清除率从而可能发挥对抗AD的功效。Sehgal等^[31]证明了从茄科植物睡茄根部提取的活性物质能够提高AD模型小鼠的认知功能并显著增加小鼠肝脏LRP1和sLRP1的表达水平且减少小鼠脑内Aβ沉积。在AD患者血浆中sLRP1水平下降，导致Aβ外周清除率降低且外周内流转运至脑内的Aβ增加，故提高血浆中sLRP1水平可能提高脑内及外周Aβ的清除率。Sagare等^[24]的研究证明重组LRP1的IV结构域(LRP-IV)能够有效清除AD模型小鼠脑内及血浆中的游离Aβ，并且LPR-IV较sLRP1能够更高效地与Aβ结合。以上基于调控LRP1治疗AD的基础研究都得到了理想的结果。然而，我们需要进一步的临床研究来评估这些治疗方法对AD患者的有效性及稳定性。另外，由于LRP1能够与多种非Aβ的配体结合，所以在调控LRP1的同时还应避免影响其与其他配体的结合而产生不良反应。随着LRP1与Aβ相互作用机制被逐步阐明，新的研究可能为AD的治疗提供更为有效的方案。