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【编辑推荐】为探究细胞外囊泡（EVs）在 Machado-Joseph 病（MJD）中传播致病因子的作用，研究人员从对照（CNT）和 MJD 患者的 iPSC 衍生神经上皮干细胞（NESC）及分化神经培养物中分离 EVs，发现 MJD EVs 可下调自噬和氧化应激相关蛋白，且存在突变 ataxin-3 传播倾向，为 MJD 病理机制提供新视角。
在神经退行性疾病的研究领域， Machado - Joseph 病（ MJD ，又称脊髓小脑性共济失调 3 型 SCA3 ）因其复杂的病理机制和缺乏有效治疗手段而备受关注。该病由 ATXN3 基因突变导致 ataxin - 3 蛋白多聚谷氨酰胺（polyQ） tract 扩展，引发蛋白错误折叠、聚集及神经元死亡。目前，关于 MJD 中病理因子传播机制，尤其是细胞外囊泡（EVs）在此过程中的作用知之甚少。而 EVs 作为细胞间通讯的重要媒介，已被证实可携带与神经退行性疾病病理相关的分子，因此探究 EVs 在 MJD 中的作用对揭示疾病传播机制和开发新疗法至关重要。
葡萄牙科英布拉大学的研究人员针对这一科学问题展开研究，相关成果发表在《Cell Death and Disease》。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：从人对照（CNT）和 MJD 诱导多能干细胞（iPSC）衍生的神经上皮干细胞（NESC）及分化神经培养物（包含神经元和神经胶质细胞）中，通过差速离心法分离 EVs；利用纳米颗粒跟踪分析（NTA）和透射电子显微镜（TEM）对 EVs 的物理特性进行表征；借助蛋白质免疫印迹（Western blot）和逆转录聚合酶链反应（RT - PCR）检测 EVs 中自噬、氧化应激相关蛋白及 mRNA 的表达；通过间接共培养模型和免疫荧光染色评估突变 ataxin - 3 在细胞间的传播情况。
研究结果
1. EVs 的物理表征
从 NESC 和分化神经培养物中分离的 EVs 经 NTA 和 TEM 分析显示，CNT 和 MJD 来源的 EVs 在粒径分布和平均尺寸上无显著差异，但 MJD 神经培养物来源的 EVs 颗粒浓度呈降低趋势。Western blot 证实 EVs 表达典型标记蛋白 Alix 和 Flotillin - 1，且不含细胞内蛋白 Calnexin，表明成功分离得到 EVs。
2. EVs 的蛋白和 mRNA cargo 分析
Western blot 结果显示，CNT 和 MJD EVs 均存在自噬相关蛋白 p62、Beclin - 1 及氧化应激相关蛋白 SOD1，但 MJD EVs 中 p62 水平较低，SOD1 水平较高。RT - PCR 检测到 EVs 中存在自噬相关基因（SQSTM1、BECN1、UBC、ATG12、LC3B）和氧化应激相关基因 CYCS 的 mRNA，但 CNT 与 MJD EVs 之间无显著差异。此外，仅在少数 MJD NESC - EVs 样本中检测到突变 ATXN3 mRNA。
3. EVs 的细胞内化及对受体细胞的影响
CFSE 标记实验证实 EVs 可被人神经元内化，且孵育后细胞 viability 未受影响。但 MJD EVs（来自 NESC 或分化神经培养物）可导致受体细胞中 SOD1 及自噬相关蛋白（ATG3、ATG7、Beclin - 1、LC3B、p62）水平降低，而 CNT EVs 则倾向于上调 p62 等蛋白。
4. 突变 ataxin - 3 的细胞间传播
间接共培养模型中，与 MJD 分化神经细胞共培养的 CNT 细胞显示 ataxin - 3 阳性聚集体数量呈增加趋势，提示突变 ataxin - 3 可能通过 EVs 或其他可溶性因子在细胞间传播。
研究结论与讨论
本研究首次提供了 MJD 来源 EVs 可介导自噬和氧化应激通路失调的证据，并暗示 EVs 在突变 ataxin - 3 传播中可能的作用。具体而言，MJD EVs 通过传递低水平的自噬相关蛋白和异常的氧化应激信号，干扰受体细胞的稳态，而 CNT EVs 则可能通过上调自噬和抗氧化蛋白发挥保护作用。尽管未直接检测到突变 ataxin - 3 蛋白在 EVs 中的存在，但其在共培养系统中的传播趋势提示需进一步研究 EVs 在 MJD 病理扩散中的具体机制。
该研究不仅加深了对 MJD 病理机制的理解，也为开发基于 EVs 的生物标志物和治疗策略提供了新方向，例如通过调节 EVs cargo 来恢复受损的自噬和氧化应激通路，或阻断 EVs 介导的病理因子传播。未来研究可进一步探索 EVs 在体内的传播途径及长期影响，为 MJD 的临床干预提供更坚实的理论基础。
