阿爾茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）是一種無情掠奪記憶與認知功能的神經退行性疾病，其中超過95%的病例為病因復雜的散發性AD。在探索其致病機制的過程中，一個名為“ApoE4”的基因型（載脂蛋白E4）像一把高懸的風險之劍，被證實是散發性AD最強的遺傳風險因子。它與AD病理中的氧化應激、鐵代謝紊亂、線粒體功能障礙等過程緊密交織。近年來，一種鐵依賴的新型程序性細胞死亡方式——鐵死亡（ferroptosis）——逐漸走入AD研究的舞臺中央，被認為是驅動神經元損傷和認知衰退的關鍵力量。那么，是否存在一種干預手段，能夠同時針對ApoE4帶來的高風險和鐵死亡這一致命通路呢？

一項發表于《Neurotherapeutics》的最新研究，將目光投向了“鋰”這個在醫學界并不陌生的元素。鋰作為經典的情緒穩定劑，已在臨床使用多年，而越來越多的證據顯示它可能具有廣泛的神經保護作用。但鋰是否能“馴服”ApoE4基因帶來的細胞脆弱性，并有效阻斷鐵死亡這條不歸路，此前尚缺乏在貼近人類疾病模型的細胞中進行系統性探究。為此，研究團隊構建了一個極具轉化價值的“微型戰場”：他們從一名攜帶ApoE4/E4基因型的散發性AD患者身上，獲得了誘導多能干細胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）。這是一種能夠“返老還童”并重現患者自身疾病特征的細胞模型。同時，他們還利用基因編輯技術，獲得了遺傳背景相同、但基因型為ApoE3/E3（中性風險）的iPSCs作為對照。通過這個精密的模型，研究人員可以精準地剖析ApoE4如何“作惡”，并評估藥物鋰鹽能否成為“救兵”。

研究人員主要運用了以下關鍵技術：1) 通過MTT法檢測細胞活力，評估細胞生存狀態；2) 利用Seahorse能量代謝分析儀檢測細胞的線粒體氧耗率（Oxygen Consumption Rate, OCR）和質子漏，評估線粒體功能；3) 采用比色法檢測細胞內二價鐵離子（Fe²⁺）、活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）和脂質過氧化物代謝產物丙二醛（Malondialdehyde, MDA）的水平，定量評估氧化損傷和鐵死亡相關指標；4) 利用蛋白質印跡（Western Blot）技術，分析關鍵蛋白如DMT1（二價金屬轉運蛋白1）、GPX4（谷胱甘肽過氧化物酶4）和InsP₃R-1（1型1,4,5-三磷酸肌醇受體）的表達變化。

與ApoE3/E3細胞相比，ApoE4/E4 iPSCs的細胞活力顯著降低。而0.25 mM和1.5 mM的氯化鋰處理，均能顯著改善ApoE4/E4細胞的活力。研究還發現，通過化學螯合劑BAPTA-AM降低細胞內鈣離子能提高ApoE4/E4細胞存活，而用NMDA（N-甲基-D-天冬氨酸）激活受體提高鈣離子則加劇其損傷，且這種NMDA誘導的損傷能被鋰預處理所阻斷，表明鈣離子紊亂參與ApoE4介導的細胞損傷，而鋰對此有保護作用。

ApoE4/E4細胞的InsP₃R-1蛋白水平相比對照顯著升高了3-4倍，而鋰處理完全阻斷了這種上調。這表明鋰能抑制ApoE4基因驅動的內質網鈣通道表達異常，可能是其緩解鈣離子紊亂的機制之一。

ApoE4/E4細胞內的Fe²⁺濃度顯著高于ApoE3/E3細胞。鋰預處理能將ApoE4/E4細胞中升高的Fe²⁺水平恢復到接近對照水平。此外，鋰還能抑制NMDA或鐵死亡誘導劑RSL-3引起的Fe²⁺進一步增加。

ApoE4/E4細胞中負責鐵轉運的DMT1蛋白表達顯著上調。鋰處理顯著降低了ApoE4/E4細胞中DMT1的蛋白水平，使其恢復到ApoE3/E3細胞的水平。這表明鋰可能通過下調鐵轉運蛋白來減少細胞內鐵蓄積。

關鍵的抗氧化酶GPX4的表達在ApoE4/E4細胞中顯著降低。鋰處理恢復了ApoE4/E4細胞中GPX4的表達水平。同時，ApoE4/E4細胞中升高的MDA（脂質過氧化標志物）和NMDA/RSL-3誘導的ROS（活性氧）水平升高，均能被鋰顯著抑制。這證明鋰能通過增強抗氧化防御、減輕氧化應激來對抗鐵死亡。

ApoE4/E4細胞表現出升高的基礎OCR和質子漏。RSL-3處理進一步加劇了這些異常。而鋰預處理能顯著抑制RSL-3誘導的ApoE4/E4細胞基礎OCR升高和質子漏增加。這表明鋰能改善ApoE4介導的線粒體功能失調，保護細胞的能量工廠。

這項研究為鋰在AD中的神經保護作用提供了新的、強有力的機制證據。研究結論清晰地表明，氯化鋰能夠保護攜帶ApoE4/E4基因型的AD患者來源iPSCs免于鐵死亡，其作用機制是多靶點、多維度的。鋰通過下調DMT1蛋白表達，減少了導致鐵死亡的根源——細胞內鐵（Fe²⁺）的異常蓄積；通過上調GPX4表達，修復了對抗脂質過氧化的關鍵防線；通過抑制InsP₃R-1蛋白的異常上調，改善了內質網鈣離子釋放的紊亂；最終，鋰還挽救了線粒體功能，降低了氧化應激水平，所有這些作用的匯集點，共同指向了對鐵死亡的有效抑制，從而顯著提升了細胞的生存能力。

該研究的重要意義在于，它將AD的主要遺傳風險因子ApoE4、新興的細胞死亡機制鐵死亡以及具有神經保護潛力的經典藥物鋰，在一個高度模擬人類疾病狀態（患者來源iPSCs）的模型中緊密聯系起來。論文在討論部分構建了一個整合性的作用模型，生動解釋了鋰的“組合拳”策略：在AD病理環境下，谷氨酸興奮毒性（通過NMDA受體）和ApoE4協同導致細胞內Ca²⁺濃度異常升高，進而上調鐵轉運體DMT1，引發鐵超載。過多的鐵催化產生大量ROS，導致脂質過氧化，同時抗氧化酶GPX4功能受損，最終觸發鐵死亡。而鋰則能同時抑制NMDA受體過度激活、下調InsP₃R-1、糾正DMT1和GPX4的異常表達，從而“撥亂反正”，從上游源頭遏制了走向鐵死亡的連鎖反應。

研究人員也客觀討論了研究的局限性，例如使用的是iPSCs而非分化的神經元，樣本來自單一患者等，并展望了未來研究方向，如探究鋰對Wnt/β-聯蛋白信號通路、脂質代謝等的影響。更重要的是，文章指出了鋰在臨床上用于治療雙相情感障礙時存在治療窗窄、可能引起甲狀腺和腎臟副作用的問題，并提出了潛在的解決方案。研究團隊此前在AD小鼠模型中發現，通過鼻內遞送特定制劑（Ryanodex formulation）的方式給予鋰鹽，可以顯著提高藥物在腦內的濃度和滯留時間，在發揮中樞神經保護作用的同時，減少對外周器官的影響，甚至展現出對腎臟的保護作用。這為未來將鋰安全有效地應用于AD臨床治療提供了新的給藥策略思路。

總而言之，本研究不僅在機制層面深化了我們對鋰神經保護作用的理解，揭示了其對抗ApoE4基因型驅動的鐵死亡這一新穎通路，而且為重新評估和開發鋰鹽作為一種潛在的治療手段，用于治療占AD絕大多數的、攜帶ApoE4風險基因的散發性阿爾茨海默病患者，提供了重要的臨床前科學依據。