阿尔茨海默病（AD）是最常见的痴呆类型，以Aβ和tau的渐进性聚集及随后的神经元功能障碍和认知衰退为特征。大多数研究支持抑郁是加速AD病情的重要因素，尤其在从认知正常向轻度认知障碍（MCI）及痴呆阶段转化过程中，然而抑郁促进AD病理加重的机制尚不明确。小胶质细胞作为中枢神经常驻巨噬细胞，在AD中聚集于Aβ斑块附近，既可能保护大脑，也可能因慢性激活引发神经炎症，在抑郁症中，可被应激激活，释放促炎物质。但它如何参与抑郁症加剧AD病理的过程尚不明确。Kv1.3与神经炎症相关，是AD潜在治疗靶点，Aβ通过外泌体传播，钾通道可能参与其中，AD中激活的小胶质细胞代谢转换会产生大量乳酸，可能调控基因表达。

Journal of Neuroinflammation上发表的一篇“Depression exacerbates AD pathology through lactate-dependent activationof microglial Kv1.3 to promote Aβ-containing exosome spreading”文章中表示，AD小鼠更易患抑郁，且抑郁显著增加小胶质细胞乳酸产生，加剧Aβ聚集和认知衰退。而Kv1.3可通过乳酸依赖途径被激活，对Aβ斑块周围小胶质细胞释放含Aβ外泌体至周围脑实质至关重要。值得注意的是，条件性敲除小胶质细胞Kv1.3可缓解抑郁诱导的AD病理加速。

综上，研究揭示了乳酸依赖的小胶质细胞Kv1.3激活促进Aβ扩散的新机制，该机制参与抑郁加剧AD的过程。

研究内容

1、实验模型：

（1）AD模型：5xFAD转基因小鼠（早期Aβ沉积模型）

（2）抑郁模型：通过“习得性无助”诱导抑郁行为

（3）基因敲除模型：

cKO; AD：5xFAD小鼠+小胶质细胞特异性敲除Kv1.3（通过cr1-CreER; YFP; KCNA3 fl/fl）；f/f; AD：5xFAD小鼠+Kv1.3未敲除。

2、实验分组：

（1）抑郁加剧AD病理

AD-Shock：5xFAD小鼠接受电击（抑郁模型）；

WT-Shock：野生型小鼠接受电击（抑郁模型）；

AD-Unshock：5xFAD小鼠不接受电击（对照组）；

WT-Unshock：野生型小鼠不接受电击（对照组）。

（2）小胶质细胞激活与Kv1.3表达

AD-LH⁺（抑郁阳性）；

AD-LH⁻（抑郁阴性）；

AD-Unshock（未电击对照）。

（3）Kv1.3敲除逆转抑郁效应

cKO; AD-LH⁺；

ff; AD-LH⁺。

（4）抑郁加速小胶质细胞糖酵解
AD-LH⁺（抑郁阳性）；

AD-LH⁻（抑郁阴性）；

AD-Unshock（未电击对照）。

（5）乳酸激活Kv1.3的体外验证

原代小胶质细胞：0mM/2mM/4mM乳酸

脑切片小胶质细胞：乳酸±PAP-1（Kv1.3抑制剂）

（6）乳酸通过Kv1.3加剧AD病理（体内）

ff; AD+ACSF（对照）；

ff; AD+Lactate（乳酸）；

cKO; AD+Lactate（乳酸 + Kv1.3 敲除）。

（7）Kv1.3介导Aβ外泌体释放

Aβ+PBS（对照）；

Aβ+Lactate（乳酸）；

Aβ+Lactate+PAP-1（乳酸+Kv1.3拮抗剂）。

（8）Kv1.3敲除抑制外泌体释放

cKO; AD-LH⁺；

ff; AD-LH⁺。

研究结果

1、抑郁症加剧阿尔茨海默病病理

以习得性无助（LH）电击造模诱导抑郁，再用Y迷宫、Morris水迷宫测认知，硫黄素S染色看Aβ斑块，得出：AD小鼠更易抑郁，且抑郁会加剧其认知障碍（短期记忆、空间记忆变差），同时促进大脑皮层和齿状回Aβ斑块沉积，加速AD病理进程，为“抑郁加速AD发展”提供动物实验证据。

2、小胶质细胞Kv1.3参与抑郁症诱导的AD病理加剧

AD-LH⁺小胶质细胞分支更短、复杂度更低，呈现“促炎/吞噬功能异常”的形态特征；AD-LH⁺小鼠PAM的Kv1.3活性远高于AD-LH⁻、AD小鼠，证明：抑郁通过“激活Aβ斑块周围小胶质细胞的Kv1.3通道”，驱动AD病理加剧。

3、小胶质细胞中 Kv1.3 条件性敲除（cKO）改善抑郁诱导的AD症状加剧情况。

ff;AD-LH⁺小鼠自发交替率（Alternation%）显著低于cKO;AD-LH⁺小鼠，说明敲除Kv1.3后，AD-抑郁小鼠的“短期空间记忆”恢复；

cKO;AD-LH⁺小鼠“目标象限进入次数”更多、“目标象限停留时间”有延长趋势，提示空间学习记忆能力改善；

cKO;AD-LH⁺小鼠的齿状回和皮层区域，Aβ斑块数量和面积显著低于ff;AD-LH⁺小鼠，说明敲除Kv1.3可抑制抑郁诱导的Aβ沉积加剧并减少Aβ斑块的整体负荷。

4、抑郁加速 5×FAD 小鼠小胶质细胞中糖酵解相关的 PKM2 表达及乳酸积累。

AD-LH⁺组小胶质细胞内PKM2荧光强度显著高于AD-LH⁻、AD-Unshock组，证明抑郁让AD小鼠小胶质细胞“糖酵解代谢亢进”；AD-LH⁺组小胶质细胞乳酸水平显著高于AD-LH⁻、AD-Unshock组，结合PKM2结果，说明抑郁驱动AD小鼠小胶质细胞“糖酵解→乳酸堆积”。

5、乳酸刺激可上调原代小胶质细胞中Kv1.3通道的表达并增强通道电流

PKM2、Kv1.3随乳酸浓度升高显著增加（4mM组＞2mM组＞0mM组），而Iba1（小胶质细胞标记）无差异证明乳酸直接驱动小胶质细胞“糖酵解→Kv1.3通道上调”。

对于100mV电压下的钾电流，乳酸刺激组显著高于对照组，直接证明乳酸通过增强Kv1.3通道电流，激活小胶质细胞功能。

6、乳酸刺激激活脑片中小胶质细胞并增加 Kv1.3 通道开放

Iba1染色（绿色标记小胶质细胞）+三维重构，可见乳酸刺激（2h）后，小胶质细胞胞体体积增大，分支更短、更稀疏；100mV电压下的Kv1.3电流，乳酸组＞乳酸+PAP-1组，直接验证“乳酸→Kv1.3激活”的因果关系（PAP-1阻断Kv1.3后，乳酸无法再增强电流）。

7、Kv1.3在体内介导乳酸诱导的Aβ病理变化

ff;AD+乳酸组自发交替率显著低于ff;AD+ACSF组（p=0.0349），证明脑内乳酸直接诱导AD小鼠认知下降；

cKO;AD+乳酸组与ff;AD+ACSF组自发交替率无差异，说明小胶质细胞Kv1.3敲除可阻断乳酸诱导的认知损伤；

ff;AD+乳酸组齿状回和皮层Aβ斑块数量显著高于ff;AD+ACSF组，证明脑内乳酸直接加速Aβ沉积；

cKO;AD+乳酸组齿状回和皮层Aβ斑块数量显著低于ff;AD+乳酸组，证明Kv1.3敲除可阻断乳酸诱导的Aβ沉积。

8、Kv1.3通道介导乳酸诱导的小胶质细胞Aβ释放

TSG101⁺/Aβ⁺共定位体积，AD-LH⁺组显著高于AD-LH⁻组，证明抑郁让AD小鼠小胶质细胞“释放更多含Aβ的外泌体”；

乳酸刺激Aβ+Lactate组后，小胶质细胞内Aβ⁺斑点显著减少；用Kv1.3拮抗剂PAP-1处理Aβ+Lactate+PAP-1组，Aβ⁺斑点又增多，证明乳酸通过激活Kv1.3，促进小胶质细胞释放含Aβ外泌体。

LysoTracker染色（红色标记溶酶体），乳酸刺激组与对照组溶酶体面积无差异，说明乳酸促进Aβ外泌体释放，不是因为溶酶体降解障碍，而是直接通过Kv1.3调控外泌体分泌通路。

9、PAP-1对Kv1.3的抑制作用可减少乳酸激活的小胶质细胞释放含Aβ的外泌体。

WB检测外泌体标志物TSG101和Aβ，乳酸组外泌体中TSG101、Aβ含量显著高于对照组，PAP-1处理后又降低，证明乳酸通过Kv1.3促进含Aβ外泌体释放。

NTA（纳米颗粒示踪）检测外泌体数量/大小：乳酸组外泌体浓度显著升高，且大小分布与对照组一致，说明乳酸增加外泌体“释放量”而非“改变大小”；PAP-1处理后，外泌体浓度回落，进一步验证Kv1.3的关键作用。

免疫荧光共定位（Aβ标记淀粉样蛋白、TSG101标记外泌体），乳酸组小胶质细胞外泌体与Aβ的共定位显著增加，验证“乳酸→Kv1.3→含Aβ外泌体释放”。

10、Kv1.3敲除可阻断乳酸和抑郁触发的小胶质细胞外泌体释放

WB验证cKO小胶质细胞的Kv1.3蛋白水平显著低于未敲除（ff）组，证明敲除有效；

cKO小胶质细胞（cKO+Aβ+Lactate组）外泌体浓度显著低于ff+Aβ+Lactate组，证明Kv1.3敲除可阻断乳酸诱导的外泌体释放；

cKO组TSG101⁺/Aβ⁺共定位体积显著低于ff组，证明动物水平上，Kv1.3敲除可减少含Aβ外泌体沉积。

总结

本研究围绕抑郁症加剧阿尔茨海默病（AD）病理展开，以5×FAD小鼠（AD模型）等为对象，实验发现：抑郁症可显著加剧AD病理，使AD小鼠认知障碍更严重、Aβ斑块沉积更多；其中小胶质细胞Kv1.3是关键分子，抑郁时其在Aβ斑块附近小胶质细胞特异性激活，敲除Kv1.3可逆转抑郁诱导的AD病理；机制上，抑郁驱动AD小鼠小胶质细胞糖酵解增强、乳酸升高，乳酸非直接乳酸化激活Kv1.3，进而促进含Aβ外泌体释放、加速Aβ扩散沉积。

综上，抑郁症通过“小胶质细胞糖酵解-乳酸-Kv1.3-含Aβ外泌体”通路加剧AD病理，Kv1.3或成AD治疗潜在靶点，但乳酸激活Kv1.3的具体非乳酸化机制及Kv1.3调控外泌体释放下游步骤仍待深入研究。

活体脑化学物质实时分析系统应用

为追求更加真实的乳酸浓度，应用活体脑化学物质实时分析技术可在接近动物生理状态下观察“AD-抑郁小鼠”研究中乳酸的实时浓度。其优势体现在：

体内乳酸实时动态追踪

在Aβ斑块微环境中实时捕获“抑郁刺激-乳酸飙升-Kv1.3激活-含Aβ外泌体释放”这一完整化学链条。

精准定位，近无损检测

活体脑化学物质实时分析系统检测乳酸，针对乳酸特异电极，可实现极高灵敏度的持续感应。尖端直径120μm，长度200μm左右，实现精准定位，尽量降低对检测脑区位点损伤。

自然生理状态实时监测

活体脑化学物质实时分析系统原位检测，将电极植入到动物特定脑区，动物可在自由活动、社交、学习-记忆任务中保持自然行为，避免应激带来的乳酸假阳性，能更好地反应乳酸真实浓度变化。

药物靶点药效学评估

检测时长，乳酸可实现3天的持续检测，更便于自由控制。在Kv1.3条件敲除或药理学抑制模型中，可实时比较乳酸波动幅度和Aβ外泌体释放频率的下降程度，为靶向乳酸-Kv1.3通路的候选药物提供活体EC50和起效时间窗。

文献参考

见原文：doi.org/10.1186/s12974-025-03488-2