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【编辑推荐】为探究帕金森病（PD）前驱期免疫机制，研究人员以 PINK1 敲除（KO）小鼠为模型，聚焦肠道感染后免疫事件。发现 PINK1 缺陷导致外周髓系细胞异常活化、T 细胞应答失调，揭示 PINK1 是 PD 早期肠道免疫调控关键因子，为疾病早期干预提供新方向。
帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种常见的神经退行性疾病，以运动症状如震颤、肌强直为典型特征，但其早期往往伴随长达数年的非运动症状，如胃肠道功能紊乱、嗅觉减退等。这些前驱症状提示，外周免疫系统可能在疾病启动中扮演关键角色。然而，PD 前驱期的免疫失调机制，尤其是遗传因素（如 PINK1 基因）与环境刺激（如肠道感染）的交互作用，一直未被充分阐明。
为填补这一空白，加拿大麦吉尔大学（McGill University）与蒙特利尔大学（Université de Montréal）等机构的研究团队，以 PINK1 KO 小鼠为模型，开展了肠道感染诱导 PD 样病理的研究。该研究首次系统解析了感染早期肠道局部的免疫异常，成果发表于《npj Parkinson's Disease》，为 PD 的早期干预提供了关键理论依据。
研究采用的核心技术包括：单细胞 RNA 测序（single-cell RNAseq）分析结肠免疫细胞转录组，酶联免疫吸附试验（ELISA）检测粪便炎症标志物（如 lipocalin-2、calprotectin），流式细胞术（flow cytometry）鉴定免疫细胞表型及功能，以及细胞间通讯预测工具（CellChat）解析免疫细胞互作网络。此外，研究还通过粪水含量测定评估肠道运动功能，并利用骨髓来源髓系细胞体外培养验证炎症因子分泌机制。
1. 单细胞 RNA 测序揭示感染早期髓系细胞主导免疫失调
研究对感染后 1 周和 2 周的 PINK1 KO 小鼠结肠固有层细胞进行单细胞 RNA 测序，发现感染后 1 周时，单核细胞 / 巨噬细胞和树突状细胞（DCs）的基因表达变化最为显著，尤其是促炎细胞因子（如 Il6、Il1b、Il12）和抗原呈递相关基因（如 MHCⅠ/Ⅱ、CD86）的上调。伪时间分析显示，PINK1 KO 小鼠的单核细胞更倾向于向成熟髓系细胞（巨噬细胞样或 DC 样细胞）分化，且富集与髓系造血、白细胞分化相关的信号通路，提示 PINK1 缺陷加速了感染早期髓系细胞的活化与分化。
2. PINK1 KO 小鼠肠道效应 T 细胞比例及细胞毒性增强
感染后 2 周，PINK1 KO 小鼠结肠中 CD4? Th1/Th17 细胞和 CD8? 细胞毒性 T 细胞（Tc1）显著扩增，其特征性基因（如 Ifng、Gzmb、Prf1）表达升高，且效应 T 细胞与初始 T 细胞（Tn）的比例显著高于野生型小鼠。通路分析表明，这些细胞富集于 T 细胞活化、细胞毒性及适应性免疫相关通路。Slingshot 轨迹分析显示，CD8? T 细胞从 Tn 向 Tc1 和组织驻留记忆细胞（Trm）的分化轨迹在 PINK1 KO 小鼠中更为明显，提示 PINK1 缺陷促进了效应 T 细胞的分化与积累。
3. 髓系细胞与 CD8? T 细胞的异常互作驱动抗原呈递增强
通过 CellChat 预测细胞间通讯网络，发现感染后髓系细胞（尤其是单核细胞）与 CD8? Tc1 细胞之间的直接接触信号（如 MHC - 抗原肽复合物、共刺激分子 CD86/CD80、黏附分子 ICAM1）显著增强。流式细胞术验证，PINK1 KO 单核细胞表面 MHCⅡ、CD86、PD-L1 和 ICAM1 的蛋白表达水平升高，且体外实验显示，PINK1 KO 骨髓来源巨噬细胞在脂多糖（LPS）刺激下分泌更高水平的 IL-6、IL-1β，其条件培养基可增强 CD8? T 细胞的细胞毒性分子表达。这表明，PINK1 缺陷通过 “细胞接触 - 细胞因子分泌” 双重机制放大 T 细胞活化。
4. 肠道炎症与运动功能障碍的关联
粪便炎症标志物检测显示，PINK1 KO 感染小鼠的 lipocalin-2 和 calprotectin 水平在感染后 2 周和 4 周显著高于野生型，且部分小鼠出现粪便含水量降低、排便频率减少等便秘表型，与 PD 患者的胃肠道症状一致。尽管不同队列间表型存在差异，但提示肠道炎症与运动功能障碍可能通过免疫失调连锁发生。
结论与讨论
本研究首次系统揭示了 PINK1 缺陷在肠道感染诱导 PD 样病理中的关键作用：PINK1 通过抑制髓系细胞的过度活化与促炎极化，调控抗原呈递及效应 T 细胞的异常激活，从而避免自身免疫反应对多巴胺能神经元的攻击。研究发现，PINK1 缺失导致线粒体来源囊泡（MDVs）介导的抗原呈递增强，进而激活线粒体抗原特异性 CD8? T 细胞，这一机制可能成为 PD 早期免疫干预的新靶点。
该研究不仅填补了 PD 前驱期免疫机制的关键空白，还为开发基于免疫调控的早期诊断标志物（如循环髓系细胞活化标志物）和治疗策略（如抑制 MHC - 抗原呈递通路）提供了实验依据。未来研究可进一步探索 PINK1 调控髓系细胞代谢（如 HIF1α 信号）与免疫功能的分子机制，以及肠道微生物群在这一过程中的潜在作用，为 PD 的精准医疗开辟新方向。
