标题：Capsaicin Alleviates Autophagy-Lysosomal Dysfunction via PPARA-Mediated V-ATPase Subunit ATP6V0E1 Signaling in 3xTg-AD Mice DOI ：10.1002/advs.202502707(如需PDF文件、科研服务、进本硕博单身交流群，见文末) 这篇文章的核心内容是： 辣椒素通过激活PPARA（过氧化物酶体增殖物激活受体α）介导的V-ATP酶亚单位ATP6V0E1信号通路，改善3xTg-AD小鼠模型中的自噬-溶酶体功能障碍，从而减轻阿尔茨海默病（AD）的病理特征。 具体来说： 研究背景： 阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性疾病，其病理特征包括淀粉样β（Aβ）斑块沉积、Tau蛋白过度磷酸化以及脂质积累。 自噬-溶酶体途径（autophagy-lysosomal pathway）功能障碍是AD发病的重要机制，导致Aβ、Tau和脂滴的积累。 辣椒素（capsaicin）是辣椒中的活性成分，能激活TRPV1受体，改善AD患者的认知功能，但其具体机制尚不清楚。 研究发现： 辣椒素通过激活PPARA信号通路，促进脂质代谢，减少脂滴聚集。 辣椒素显著上调ATP6V0E1（V-ATP酶V0复合体亚单位e1）的表达，恢复V-ATP酶活性，从而增强溶酶体酸化能力。 增强的溶酶体酸化促进了脂噬（lipophagy，即脂滴的自噬性清除），同时通过自噬-溶酶体途径促进Aβ和Tau聚集体的清除。 抑制ATP6V0E1或PPARA的表达会阻断辣椒素通过自噬-溶酶体途径减轻AD脂质病理和认知缺陷的作用。 研究意义： 本研究揭示了辣椒素在AD治疗中的新机制，即通过PPARA-ATP6V0E1-V-ATP酶信号通路改善自噬-溶酶体功能，减少脂质沉积，从而减轻AD相关病理。 为辣椒素在AD治疗中的应用提供了新的理论依据，提示其可能成为一种潜在的治疗策略。 简而言之，这篇文章阐明了辣椒素如何通过调节PPARA-ATP6V0E1-V-ATP酶通路，改善阿尔茨海默病模型中的脂质代谢障碍和自噬-溶酶体功能，从而减轻病理损伤和改善认知功能。 研究结果 辣椒素改善3xTg-AD小鼠的空间记忆障碍 给药方案 ? 4 月龄 3xTg-AD 雄鼠开始接受含 0.01 % 辣椒素的饲料，连续 4 个月；对照组给予常规饲料。 ? 体重增长曲线显示辣椒素处理对体重无显著影响。 Morris 水迷宫（MWM）结果 ? 训练期：辣椒素显著缩短 3xTg-AD 小鼠找到隐藏平台的逃避潜伏期（escape latency），提示学习改善。 ? 探测试验（第 7 天）： – 首次穿越原平台位置所需时间缩短； – 原平台象限停留时间增加； – 穿越平台区域次数增加； – 总游泳距离无差异，排除运动能力干扰。 ? 结论：辣椒素能改善 3xTg-AD 小鼠的空间学习记忆缺陷。 新物体识别（NOR）测试 ? 样本阶段各组对新旧物体探索时间无差异。 ? 测试阶段：辣椒素处理显著提高 3xTg-AD 小鼠对新物体的探索时间及辨别指数（discrimination index），进一步证实其记忆能力增强。 综上，该部分通过 MWM 和 NOR 两项行为学实验表明，长期膳食辣椒素干预可显著逆转 3xTg-AD 小鼠的空间学习记忆障碍。 辣椒素激活PPAR信号通路以促进脂质代谢并减少3xTg-AD小鼠海马区的脂滴聚集 脂滴沉积与辣椒素干预效果 ? BODIPY 染色显示 3xTg-AD 小鼠海马 DG、CA1、CA3 区脂滴数量显著增加；辣椒素处理后脂滴显著减少。 ? 脂质组学（LC/MS）发现 3xTg-AD 小鼠海马甘油三酯（TG）升高，而辣椒素使其降低；神经保护性磷脂（SM、PS、PE、LPC、PC）在 AD 中下降，辣椒素使其回升，脂质谱向 WT 小鼠靠拢。 转录组与通路分析 ? RNA-seq 显示辣椒素显著逆转 3xTg-AD 海马差异表达基因（DEGs）。 ? 上调基因富集于 PPAR 信号通路和脂肪因子信号通路；下调基因富集于神经活性配体-受体相互作用、细胞黏附分子、Notch 等通路。 ? PPAR 通路核心基因（Acadl、Acadm、Acox2、Acsl3、Angptl4、Cpt1a、Cpt2、Hmgcs2、Plin4、Sorbs1）在 3xTg-AD 中降低，辣椒素显著恢复其表达。 ? TRRUST 预测 PPARA 为关键转录因子；qRT-PCR 与 Western blot 证实 PPARA 蛋白在 AD 小鼠中下调，辣椒素显著上调其表达。 结论：辣椒素通过激活 PPARA 介导的 PPAR 信号通路，重编程海马脂质代谢，减少脂滴积聚，从而改善 3xTg-AD 小鼠的脂质稳态失衡。 辣椒素通过增强自噬-溶酶体途径促进脂质降解 辣椒素减少海马脂滴并改善溶酶体功能 ? BODIPY / LAMP1 共染显示：3xTg-AD 小鼠脂滴与溶酶体标记 LAMP1 荧光强度均升高，提示脂滴积聚与溶酶体应激；辣椒素处理后二者均下降，且脂滴与 LAMP1 的共定位减少，表明脂滴被有效清除。 ? 脂质含量测定：辣椒素显著降低 TG、CE 及游离脂肪酸（FFA），减少脂滴包被蛋白 PLIN2 的表达。 ? 溶酶体酶水平：AD 小鼠 CTSB、CTSD 升高（代偿性增加），辣椒素将其恢复至 WT 水平，提示溶酶体酸化功能改善。 体外实验验证辣椒素恢复溶酶体酸化与脂噬 ? Aβ???? 处理的 N2a 细胞中，LysoTracker 红信号减弱、脂滴增多，辣椒素逆转该现象；溶酶体 pH 由 6.1 降至 5.2，恢复酸性环境。 ? CQ（氯喹）抑制酸化后，辣椒素的恢复效应被阻断，证实其依赖溶酶体酸化。 ? mCherry-GFP-LC3 双荧光显示 Aβ 抑制自噬流，辣椒素恢复自噬流；CQ 或 siRNA 阻断 ATP6V0E1 均可抑制辣椒素效应。 自噬-溶酶体通路关键蛋白变化 ? 3xTg-AD 小鼠海马中 LAMP1（转录水平）升高、p62 升高、LC3-II/ATG5/ATG7 降低，提示自噬受损；辣椒素逆转这些变化，增强自噬活性并促进底物降解。 辣椒素在3xTg-AD小鼠中增强ATP6V0E1介导的溶酶体功能 溶酶体相关基因表达紊乱与辣椒素的逆转 ? RNA-seq 发现 3xTg-AD 海马中多个溶酶体基因（Atp6v0e1、Dmxl1、Ctso、Gaa、Ap4b1）表达异常；辣椒素显著上调 Atp6v0e1 和 Dmxl1，并适度提升 Ctso。 ? qRT-PCR 验证：Atp6v0e1、Dmxl1 在 3xTg-AD 小鼠中降低，辣椒素恢复其表达。 ATP6V0E1 在人 AD 数据中的表达下降 ? 公共数据 GSE63060/63061 显示外周血 MCI/AD 患者 ATP6V0E1 表达下降；GSE5281 提示 AD 脑组织 ATP6V0E1 亦显著减少。 V-ATPase 活性与功能恢复 ? 酶活测定：3xTg-AD 海马 V-ATPase 活性降低，辣椒素处理后显著回升。 PPARA 直接转录调控 ATP6V0E1 的机制证据 ? JASPAR 预测 ATP6V0E1 启动子区含 5 个 PPARA 结合位点。 ? ChIP-qPCR：3xTg-AD 中 PPARA 在 ATP6V0E1 启动子的富集减少，辣椒素显著增加其富集。 ? 双荧光素酶报告基因实验：PPARA 过表达可直接激活 ATP6V0E1 转录；辣椒素进一步增强该激活。 ? 功能验证：N2a 细胞中过表达 PPARA 提升 ATP6V0E1 蛋白水平；敲低 PPARA 则抑制 ATP6V0E1 表达。 结论：辣椒素通过增强 PPARA 对 ATP6V0E1 的转录激活，恢复 V-ATPase 活性，从而改善 3xTg-AD 小鼠溶酶体酸化与功能。 辣椒素通过 PPARA 介导的 V-ATP 酶亚单位 ATP6V0E1 信号通路缓解自噬-溶酶体功能障碍 机制验证：ATP6V0E1 是辣椒素作用的关键下游 ? 在 Aβ???? 处理的 N2a 细胞模型中，辣椒素显著上调 ATP6V0E1 表达；使用 siATP6V0E1 敲低后，辣椒素诱导的脂滴减少、溶酶体酸化恢复及自噬流通畅均被阻断。 ? LysoTracker、LysoSensor 及 mCherry-GFP-LC3 实验证明，siATP6V0E1 逆转了辣椒素对溶酶体 pH 的降低和对自噬流的促进。 机制验证：PPARA 是 ATP6V0E1 的上游必需转录因子 ? shRNA 敲低 PPARA 后，辣椒素无法再上调 ATP6V0E1 mRNA 和蛋白；脂滴重新积聚，溶酶体酸化减弱，自噬流受阻。 ? PPARA 敲低同样抑制了辣椒素对 PPAR 通路相关基因（Acadl、Acadm、Cpt1a 等）的转录激活作用。 分子互作链完整确认 ? 结果顺序：辣椒素 → PPARA↑ → ATP6V0E1↑ → V-ATPase 活性↑ → 溶酶体酸化↑ → 自噬-溶酶体功能恢复 → 脂滴清除↑、Aβ/Tau 降解↑。 ? 任何环节（PPARA 或 ATP6V0E1）被抑制，辣椒素的保护作用即消失。 结论：辣椒素通过 PPARA 直接转录激活 ATP6V0E1，增强 V-ATPase 功能，从而修复自噬-溶酶体途径，减少脂质沉积和病理蛋白聚集。 辣椒素通过增强自噬-溶酶体途径改善阿尔茨海默病相关病理 Aβ 病理变化 ? 免疫荧光：3xTg-AD 小鼠海马 4G8? Aβ 斑块面积显著增大；辣椒素处理后斑块面积明显缩小。 ? Western blot：Aβ 蛋白总量在 AD 小鼠升高，辣椒素显著降低其水平。 ? 共定位：Aβ 与溶酶体标志物 LAMP1 的共定位减少，提示辣椒素增强溶酶体对 Aβ 的清除。 Tau 病理变化 ? Western blot：磷酸化 Tau（pS262、pS214、pS396、pS404）在 3xTg-AD 小鼠显著升高；辣椒素处理后各磷酸化位点均明显下降，表明 Tau 过度磷酸化得到抑制。 结论：通过增强自噬-溶酶体途径，辣椒素不仅促进脂滴降解，还加速 Aβ 和过度磷酸化 Tau 的清除，从而减轻 3xTg-AD 小鼠的 AD 相关病理。 辣椒素减轻3xTg-AD小鼠小胶质细胞与星形胶质细胞的炎症激活及脂质积聚 胶质细胞炎症激活 ? Iba1（小胶质细胞）和 GFAP（星形胶质细胞）免疫荧光显示，3xTg-AD 小鼠海马区两种细胞均明显活化；辣椒素干预显著抑制其活化水平。 ? Western blot 定量也证实 GFAP、Iba1 蛋白表达在 AD 组升高，辣椒素组下降。 胶质细胞内脂质积聚 ? 共标记显示：Iba1?/BODIPY?（小胶质细胞内脂滴）和 GFAP?/BODIPY?（星形胶质细胞内脂滴）信号在 AD 组显著增多；辣椒素明显减少这两种共定位信号。 结论：辣椒素不仅减少 3xTg-AD 小鼠海马区小胶质细胞和星形胶质细胞的炎症激活，还抑制这些胶质细胞内的脂质积聚。 讨论 脂质积聚是 AD 早期且关键的病理特征 ? Alois Alzheimer 最初描述的五项病理之一即为脂质沉积，且早于 Aβ 和 Tau 改变。 ? 脂质代谢紊乱→脂滴积聚→诱发小胶质炎症、突触功能障碍，形成恶性循环。 ? 辣椒素通过激活 PPARA，上调脂肪酸氧化（Acadl/Acadm/Cpt1a/Cpt2 等）与酮体代谢（Hmgcs2）相关基因，直接降低海马 TG、CE、FFA，恢复神经保护性磷脂水平。 PPARA-ATP6V0E1-V-ATPase 轴是辣椒素改善溶酶体功能的核心机制 ? V-ATPase 依赖的 H? 泵维持溶酶体 pH 4.2–5.3；ATP6V0E1 作为 V0 亚基，在 AD 患者和 3xTg-AD 小鼠中均显著下降。 ? 辣椒素使 PPARA 直接结合 ATP6V0E1 启动子并增强转录，进而恢复 V-ATPase 活性、溶酶体酸化及自噬流。 ? 该轴一旦被 siATP6V0E1 或 shPPARA 阻断，辣椒素的脂质清除、Aβ/Tau 降解及认知改善效应全部消失，证实其必需性。 促进自噬-溶酶体功能带来多重保护 ? 恢复溶酶体酸化后，脂噬效率提高，脂滴减少；同时促进 Aβ 与过度磷酸化 Tau 的溶酶体降解。 ? 辣椒素还上调 ATG5、ATG7、LC3-II 并降低 p62，进一步证明其整体增强自噬活性。 抑制胶质细胞炎症与脂质负荷 ? 3xTg-AD 小鼠海马 Iba1? 小胶质细胞和 GFAP? 星形胶质细胞高度活化，胞内脂滴明显；辣椒素显著降低激活水平并减少胶质细胞内 BODIPY? 脂滴。 ? 减轻胶质炎症有助于降低神经毒性细胞因子，进一步保护突触与神经元。 临床前景与延伸意义 ? 辣椒素可穿透血脑屏障，口服安全剂量已在小鼠中验证（≈30 mg kg?1 day?1）。 ? 结果提示：针对脂质代谢紊乱及溶酶体酸化缺陷的早期干预，可望减缓 AD 进展；辣椒素或可作为膳食补充或药物先导，用于伴有脂质代谢异常的认知障碍患者。
