MHCII 表达下调不足以保护小鼠免受 α- 突触核蛋白诱导的神经元变性:帕金森病相关 HLA 位点的表观遗传调控新发现

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  帕金森病(PD)与免疫系统变化相关,抗原呈递过程在其中的作用不明。研究人员针对 MHCII 展开研究,发现 MHCII 减少可轻度保护纹状体多巴胺能表型,但不足以完全保护多巴胺神经元。该研究为 PD 免疫机制及治疗提供了新方向。

  帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,其主要特征包括年龄相关的多巴胺(DA)神经元变性和 α- 突触核蛋白(α-synuclein)聚集。近年来,越来越多的研究表明,免疫系统的变化与 PD 的发病机制密切相关。在 PD 患者的大脑中,常驻免疫细胞小胶质细胞被激活,分泌如 IL-1β、TNF 和 IL-6 等细胞因子,促进大脑炎症环境的形成,这在 PD 的黑质致密部(SN,神经变性的位点)和纹状体中尤为明显。同时,适应性免疫系统也出现异常,如 CD4+和 CD8+T 细胞浸润到中枢神经系统,患者血清和脑脊液中还出现针对 DA 神经元蛋白的自身抗体以及能识别突触核蛋白衍生抗原的 T 细胞 。然而,免疫系统功能究竟如何影响 PD 的发病风险,其具体机制仍不清楚。
其中,抗原呈递作为免疫系统的关键功能之一,在 PD 中的作用备受关注。抗原呈递依赖于主要组织相容性复合体(MHC)蛋白,MHC 蛋白将抗原肽展示给 T 细胞,促使 T 细胞激活和分化,进而清除病原体并形成免疫记忆。在 PD 中,MHCII 分子作为抗原呈递蛋白,其在患者死后大脑中的表达增加。而且,MHCII 基因 Human Leukocyte Antigen(HLA)DRA 中的单核苷酸多态性(SNP)rs3129882 与 MHCII 转录本、表面蛋白增加以及晚发性特发性 PD 风险上升相关。基于这些发现,研究人员推测降低 MHCII 的表达可能减轻多巴胺能神经元的变性,于是展开了深入研究。

美国多所大学(如 University of Connecticut、University of Florida College of Medicine、Emory University School of Medicine 等)的研究人员参与了此项研究。他们通过一系列实验,发现减少髓系 MHCII 可使小鼠 T 细胞亚群发生改变,对纹状体多巴胺能表型产生一定保护作用,但无法完全保护多巴胺神经元免受 α- 突触核蛋白诱导的变性。在人类研究中,发现携带高风险 GG 基因型的个体,其外周 MHCII 的诱导性、CD4+T 细胞频率以及 MHCII 基因座内的染色质可及性区域存在差异。这些结果表明,MHCII 表达在 α- 突触核蛋白诱导的免疫原性中起着关键作用,为理解 PD 的免疫病理机制提供了重要线索,也为 PD 的临床治疗和研究开辟了新方向。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,构建了特定的小鼠模型,将 LysMCre 小鼠和 I-Ab-flox 小鼠杂交,获得 MHCII 条件性降低的小鼠(LysMCre+I-Abfl/fl或 CRE+)和对照小鼠(LysMCre-I-Abfl/fl或 CRE-) 。然后,通过立体定位注射技术,将携带人类 α- 突触核蛋白的重组腺相关病毒(rAAV9 hWT-ASYN)注射到小鼠的黑质中,诱导 PD 样病理变化。同时,对小鼠和人类样本进行了多种检测分析,包括免疫组织化学、流式细胞术、Western blot、定量实时聚合酶链反应(RT-PCR)等,用于评估 MHCII 表达、T 细胞亚群频率、蛋白和基因表达水平等。此外,还对人类单核细胞进行了染色质可及性分析(ATAC-seq),以探究 SNP 基因型与表观遗传变化的关系。

研究结果主要如下:

  • MHCII 靶向减少对髓系细胞亚型的影响:通过免疫组织化学和流式细胞术检测发现,与 CRE-小鼠相比,CRE+小鼠大脑中 MHCII 免疫反应性显著降低,MHCII+小胶质细胞、单核细胞和中性粒细胞的频率及 MHCII 平均荧光强度(MFI)均显著下降,而树突状细胞无明显差异。在脾脏和腹腔等外周免疫细胞中也观察到类似的 MHCII 表达降低现象。
  • 对 CD4 T 细胞亚群的影响:对注射 rAAV9 hWT-ASYN 的 CRE-和 CRE+小鼠的外周血单核细胞(PBMCs)、脑和深颈淋巴结(DCLN)中的免疫细胞进行分析,发现 CRE+小鼠的幼稚 CD4+T 细胞频率显著增加,而中央记忆、效应记忆和调节性 T 细胞(Tregs)频率降低 。在大脑中,CD8+淋巴细胞也发生改变,频率显著增加。这些结果表明,外周髓系 MHCII 的减少对 CD4+T 细胞频率有全局影响。
  • 对纹状体多巴胺能终端的保护作用:研究发现,rAAV9 hWT-ASYN 病毒会导致小鼠纹状体中酪氨酸羟化酶(TH)和多巴胺转运体(DAT)蛋白表达下降,但 CRE+小鼠在病毒注射后,纹状体同侧的 DAT 蛋白水平显著高于 CRE-小鼠,且 TH 含量也得到较好保护,这表明减少髓系 MHCII 与维持 DA 神经元表型有关。
  • 对纹状体炎症反应的影响:检测纹状体中免疫标记物的转录情况,发现 CRE-小鼠在注射 rAAV9 hWT-ASYN 后,纹状体中 CD68(溶酶体标记)和 IBA1(髓系标记)基因表达增加,而 CRE+小鼠中这种差异不显著,说明减少髓系 MHCII 可抑制纹状体对 α- 突触核蛋白的炎症反应。
  • 人类研究结果:对携带不同 rs3129882 SNP 基因型的帕金森病患者和健康对照者的研究发现,高风险 GG 基因型个体的 PBMCs 中,MHCII 蛋白的诱导性增加;同时,GG 基因型个体的 CD4+T 细胞频率显著升高,且 HLA 基因表达与幼稚 CD4+T 细胞频率呈正相关,与效应 T 细胞亚群频率呈负相关 。此外,通过 ATAC-seq 分析发现,在人类单核细胞的 MHCII 基因座中存在与疾病和基因型相关的差异可及染色质区域。

研究结论表明,MHCII 表达在 α- 突触核蛋白诱导的变性和炎症中起着不可或缺的作用。MHCII 表达和诱导性的变化不仅影响人类 T 细胞频率,还以疾病和基因型特异性的方式决定染色质可及性。这些发现对 PD 的临床研究意义重大,为临床试验的招募和分层提供了依据,有助于将先天和适应性免疫功能障碍的功能指标纳入对高危个体和 PD 患者的监测中,以评估免疫调节干预措施的效果,为 PD 的治疗和研究开辟了新的思路和方向。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号