综述:神经退行性疾病中胶质细胞对突触和毒性蛋白的吞噬作用

时间:2025年7月10日
来源:Molecular Neurodegeneration

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这篇综述系统阐述了胶质细胞(Microglia/Astrocytes/OPCs)在神经退行性疾病(NDs)中的双重角色:通过吞噬突触修剪(synaptic pruning)和清除毒性蛋白聚集体(如Aβ、Tau、α-Syn)维持脑稳态,但其功能失调会加速病理进程。重点探讨了补体通路(C1q/C3)、TREM2、TAM受体等关键分子机制,并展望了靶向胶质细胞吞噬的治疗策略(如抗体疗法、溶酶体激活剂)。

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背景

神经退行性疾病(NDs)如阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)等,以突触和神经元进行性丧失为特征,伴随毒性蛋白聚集体(如Aβ、Tau、α-Synuclein)的积累。传统观点认为神经元是病理核心,但近年研究发现胶质细胞(小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质前体细胞)通过吞噬功能参与疾病进程,其作用如同一把"双刃剑"——生理状态下维持稳态,病理状态下却可能加速神经损伤。

突触修剪与细胞碎片清除

发育过程中,胶质细胞通过"吃我"(如补体C1q/C3、磷脂酰丝氨酸PS)和"不吃我"(如CD47)信号精确调控突触修剪。小胶质细胞依赖TREM2、补体受体CR3吞噬凋亡细胞,而星形胶质细胞通过MEGF10/MERTK清除远端树突。少突胶质前体细胞(OPCs)在视觉皮层中表现出比小胶质细胞更强的突触吞噬能力。

衰老和疾病中,补体通路过度激活导致突触过度清除。例如,AD模型中小胶质细胞通过C1q-C3-CR3轴异常吞噬突触,而脂滴累积小胶质细胞(LDAM)和自噬失调星形胶质细胞(APDAs)的吞噬功能受损。

毒性蛋白清除的双刃剑

胶质细胞对蛋白聚集体的清除机制因蛋白类型而异:

  • :小胶质细胞通过TREM2、CD36和机械敏感通道PIEZO1识别淀粉样斑块,星形胶质细胞则依赖LRP1/APOE系统。有趣的是,疾病相关小胶质细胞(DAM)早期促进Aβ聚集,晚期却限制斑块扩展。
  • Tau:CR4介导小胶质细胞摄取Tau原纤维,而星形胶质细胞通过硫酸乙酰肝素(HSPGs)和整合素内化Tau。病理Tau逃逸溶酶体后,通过ESCRT机制修复溶酶体膜损伤。
  • α-Synuclein:TLR2/4激活小胶质细胞炎症反应,而星形胶质细胞通过动力素依赖性内吞和annexin A2降解α-Syn。LRRK2突变会抑制星形胶质细胞的清除能力。

吞噬后的命运抉择

被吞噬的蛋白可能面临三种结局:

  1. 降解:通过TFEB激活溶酶体生物合成或JAK/STAT3增强蛋白酶体活性,如ambroxol促进α-Syn清除。
  2. 累积:Aβ抑制TFEB核转位,Tau磷酸化阻碍蛋白酶体降解,导致胶质细胞功能衰竭。
  3. 传播:小胶质细胞外泌体(EVs)释放Tau种子,星形胶质细胞通过隧道纳米管(tunneling nanotubes)传递PrPsc,加剧病理扩散。

治疗前景与挑战

靶向胶质细胞吞噬的策略包括:

  • 抗体工程:抗Aβ抗体aducanumab与抗Tau抗体gosuranemab通过Fc受体增强清除,但可能引发淀粉样蛋白相关影像异常(ARIA)。
  • 溶酶体靶向嵌合体(LYTACs)和自噬靶向嵌合体(AUTOTAC)特异性引导蛋白降解。
  • 基因调控:ASO降低Tau表达,TRIM21介导抗体-蛋白复合物蛋白酶体降解。

未来需平衡胶质细胞激活与神经保护,如设计同时靶向TAM受体(AXL/MERTK)和Aβ的融合蛋白,既能增强清除又抑制炎症。正如研究者所言:"理解胶质细胞吞噬的精确机制,将是开发NDs治疗的关键钥匙。"

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