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帕金森病（PD）发病机制不明且治疗手段有限。研究人员开展了细胞外囊泡（EVs）中 tRNA 衍生片段（tRFs）与 PD 关系的研究。发现 tRF-02514 促进炎症因子释放等，抑制它可保护神经元。该研究为 PD 治疗提供新靶点。
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是全球第二常见的神经退行性疾病，每 10 万人中就有超过 350 人患病 ，给患者、家庭和社会带来沉重负担。目前，其发病机制仍不明确。在环境因素和身体机能退化等影响下，PD 会导致黑质（substantia nigra，SN）中的多巴胺能（dopaminergic，DA）神经元通过凋亡、炎症反应和线粒体自噬等多种机制发生退化和丢失。神经元内错误折叠的 α- 突触核蛋白（α-synuclein，α-syn）异常积累是 PD 的一个重要特征，这种积累会形成路易小体，破坏细胞功能，逐步引发神经退行性变，最终导致 DA 神经元的丢失，出现 PD 的临床表现。然而，究竟是什么因素触发了神经元中 α-syn 的积累，至今还是个谜。
近年来，细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）成为了神经科学领域的研究热点。EVs 广泛存在于外周血和体液中，是神经元通讯的重要调节者，在维持体内平衡和促进细胞间信号传递方面发挥着关键作用。而且，EVs 还可能参与了错误折叠的 α-syn 在细胞间的传播，这一发现为揭示 PD 的发病机制带来了新的希望。同时，tRNA 衍生片段（transfer RNA-derived fragments，tRFs）作为一类新型的小非编码 RNA，在 EVs 中大量存在，其在基因调控方面的重要作用也逐渐被认知，这让研究人员猜测 tRFs 或许在 PD 的发病和发展过程中也扮演着重要角色。
为了深入探究这一问题，昆明医科大学附属延安医院神经内科的研究人员开展了一系列研究 。他们的研究成果发表在《Molecular Neurobiology》上，为帕金森病的治疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，培养 BV2 小鼠小胶质细胞系，将其与从 PD 患者血清中提取的 EVs 共培养，并转染 tRF-02514 特异性小干扰 RNA（tRF-02514 siR） 。在动物实验中，选用 8 - 10 周龄的雄性 C57BL/6 小鼠，构建 MPTP 诱导的 PD 小鼠模型 。实验过程中运用了高速离心法提取 EVs，利用 Western Blot、ELISA、RT-qPCR、免疫组化（IHC）等多种实验技术检测相关蛋白和基因的表达水平，还进行了行为学测试评估小鼠的运动功能和神经变化。
1. 细胞外囊泡的分离与鉴定
研究人员从健康个体和 PD 患者血清中成功分离出 EVs，通过电子显微镜观察到其大小分布在 30 - 150nm，纳米颗粒跟踪分析（NTA）显示其平均粒径为 118.5±6.0nm 。对 EVs 标记物的分析发现，PD 患者来源的 EVs 中 CD6IP 表达显著下降，这暗示着其功能可能存在差异。通过小 RNA 测序，研究人员发现 PD 患者和健康个体的 EVs 中 tRFs 表达谱存在差异，有 122 种 tRFs 在 PD-EVs 中上调，69 种下调 。进一步分析筛选出 10 种表达变化最显著的 tRFs，对其潜在靶基因的预测和分析表明，这些 tRFs 在调节与 PD 发病机制相关的基因表达中发挥重要作用。
2. 干扰 tRF-02514 对 BV2 细胞的影响
研究发现，tRF-02514 在 PD-EVs 中显著上调。将 BV2 细胞与 PD-EVs 共培养后，细胞分泌的促炎细胞因子 IL-1β 和 IL-18 增加，NLRP3 炎性小体途径关键蛋白 NLRP3 和 caspase-1 表达上调 。而敲低 tRF-02514 后，这些促炎效应明显受到抑制。生物信息学分析预测 tRF-02514 与自噬途径相关，且与自噬关键基因 ATG5 具有较高结合亲和力。实验证实，与 PD-EVs 共培养的细胞中 ATG5 表达显著降低，而 tRF-02514 siR 处理可使其表达增加。这表明血清来源的 EVs 通过 tRF-02514 下调 ATG5 表达，抑制自噬，促进小胶质细胞焦亡。
3. tRF-02514 siR 对 PD 小鼠的神经保护作用
在 MPTP 诱导的 PD 小鼠模型中，研究人员通过脑室内注射 tRF-02514 siR 进行干预 。行为学测试结果显示，tRF-02514 siR 显著增强了 PD 小鼠的耐力，改善了其运动模式，增加了小鼠在旷场中央区域的停留时间和进入次数，同时减少了爬杆测试中的转动次数，缩短了攀爬时间 。对小鼠脑组织和外周血的检测发现，tRF-02514 siR 显著抑制了 tRF-02514 的表达，降低了促炎细胞因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 和 IL-18 的表达，增加了抗炎细胞因子 IL-4、IL-10 和 TGF-β 的表达 。此外，tRF-02514 siR 还显著增加了 PD 小鼠黑质中 DA 神经元的数量，表明其可通过调节炎症反应保护 DA 神经元，延缓 PD 进展。
4. tRF-02514 siR 对神经保护相关蛋白表达的影响
通过 WB、TUNEL 染色、IHC 染色和 Nissl 染色等实验发现，PD 小鼠脑内神经保护相关蛋白 BDNF 和 NGF 的表达水平显著低于正常小鼠，而 tRF-02514 siR 处理后，其表达水平明显升高 。TUNEL 染色显示，PD 小鼠脑内凋亡细胞数量增多，tRF-02514 siR 处理后凋亡细胞数量减少 。IHC 染色表明，PD 小鼠脑内 BDNF、NGF 和 TH 的表达低于正常小鼠，tRF-02514 siR 处理后表达升高 。Nissl 染色显示，PD 小鼠神经元结构受损，细胞排列稀疏，而 tRF-02514 siR 处理后神经元结构得到恢复，细胞数量增加。这一系列结果表明 tRF-02514 siR 可抑制 PD 小鼠脑内细胞凋亡，促进神经保护相关蛋白的表达。
5. tRF-02514 siR 对炎症反应的调节作用
研究发现，tRF-02514 siR 可通过调节 NLRP3 炎性小体途径影响炎症反应 。ELISA 检测显示，PD-EVs + tRF-02514 siR 组小鼠脑内 IL-1β 和 IL-18 的表达水平显著低于其他组 。WB 分析表明，该组小鼠脑内 NLRP3、GSDMD 和 caspase-1 的表达也显著降低 。这说明 tRF-02514 siR 可抑制 NLRP3 炎性小体的激活，减少炎症细胞因子的释放，从而减轻炎症反应。
综上所述，该研究表明细胞外囊泡来源的 tRF-02514 通过调节多种通路对帕金森病产生影响。tRF-02514 可促进炎症因子释放，诱导小胶质细胞焦亡，加速神经元丢失；而抑制 tRF-02514 则能有效减轻这些有害影响，保护神经元，促进自噬，延缓 PD 进展 。这一研究为深入理解 PD 的发病机制提供了新的视角，也为 PD 的治疗提供了潜在的新靶点。未来，针对 tRF-02514 的药物研发或许能成为延缓 PD 进展的有效策略，而细胞外囊泡作为药物递送载体的特性也为 PD 治疗带来了新的思路 。不过，目前该研究仍处于基础阶段，其临床应用还需要更多的研究和验证，但无疑为帕金森病的治疗开辟了新的方向。
