在帕金森病中，抑制NFATc2/FKBP5轴通过调节花生四烯酸的代谢来减轻小胶质细胞的神经炎症

《Brain, Behavior, and Immunity》：Inhibition of the NFATc2/FKBP5 axis alleviates microglial neuroinflammation by regulating arachidonic acid metabolism in Parkinson’s disease

FKBP5通过调控AA代谢和NFATc2信号轴抑制微胶质神经炎症，改善PD小鼠运动障碍和多巴胺神经元损伤，并发现PD患者外周血中FKBP5、NFATc2与AA水平及病情严重度正相关，提示其作为PD诊断标志物和治疗靶点的潜力。

　　

姚思|薛昭|雷武|李雪莹|全普生|史岩|张新宇|韩立革|姚丽芬|范阳

哈尔滨医科大学第一附属医院神经内科，中国哈尔滨150081

摘要

小胶质细胞诱导的神经炎症是帕金森病（PD）的核心病理特征之一。FKBP5已被证实与应激相关疾病有关，被认为是炎症反应的关键调节因子。然而，FKBP5在PD中的作用及其机制仍不明确。在本研究中，我们发现通过靶向小胶质细胞的shRNA或使用SAFit2进行药物抑制来降低FKBP5水平，可以减轻运动障碍和多巴胺神经元的丢失，同时降低1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）处理小鼠体内的花生四烯酸（AA）和促炎因子（IL-6、TNF-α和iNOS）的水平。相反，在1-甲基-4-苯基吡啶inium（MPP⁺）处理的小胶质细胞中敲低FKBP5可以减少炎症标志物的表达，并抑制AA的合成。此外，我们发现FKBP5的转录因子NFATc2在体内和体外均显著参与AA的生成和促炎细胞因子的表达。在MPP⁺处理的小胶质细胞中，上调FKBP5可以逆转NFATc2沉默所诱导的AA信号通路抑制。此外，PD患者的外周血中NFATc2和FKBP5的mRNA表达水平升高，分别与疾病严重程度和血清AA水平呈正相关。这些发现强调了NFATc2/FKBP5信号通路在AA诱导的小胶质细胞炎症中的作用，表明NFATc2/FKBP5可能作为PD的生物标志物和治疗靶点。

引言

全球范围内，帕金森病（PD）是最常见的神经退行性疾病之一，影响着约2%的60岁以上人群（Rai等人，2021年）。PD的特点是黑质（SN）中的多巴胺能（DA）神经元发生退行性坏死，从而导致一系列锥体外系症状，如运动迟缓、僵硬和震颤（Xu等人，2024年；Vijiaratnam等人，2021年）。PD目前尚无治愈方法，药物只能改善症状（Balestrino和Schapira，2020年）。PD的病因和发病机制复杂，包括α-突触核蛋白（α-syn）聚集、神经炎症、线粒体功能障碍和氧化应激（Jankovic和Tan，2020年）。小胶质细胞作为大脑中的常驻免疫细胞，通过分泌炎症细胞因子与神经元进行双向交流。这种交流是PD的核心机制之一（Muzio等人，2021年）。因此，深入理解介导PD中小胶质细胞功能和神经炎症的因素对于开发新的治疗方法至关重要。

FK506结合蛋白5（FKBP5，由FKBP5基因编码）是一种免疫磷脂类蛋白，在炎症过程中有助于应激适应（Annett等人，2020年）。FKBP5已被证实与代谢功能障碍（Smedlund等人，2021年）、缺血性中风（Yu等人，2020年）、精神疾病（Li等人，2020年）和阿尔茨海默病（Ruisch等人，2024年）有关。新的证据表明，靶向FKBP5可以减轻炎症并缓解神经性疼痛（Lu等人，2023年）。鉴于FKBP5能够激活小胶质细胞，抑制FKBP5可能是治疗炎症相关疾病的有希望的策略。然而，FKBP5在小胶质细胞介导的神经炎症中的调节作用及其在PD中的潜在机制仍不清楚。

在PD中发现的脂质稳态失调中，人们特别关注花生四烯酸（AA）代谢的调节。AA天然存在于细胞膜的磷脂中，其过量产生可能会促进小胶质细胞的激活，导致促炎因子的释放（Gorica和Calderone，2022年）。先前的研究表明，AA的生物合成会在PD患者中引发炎症，这些患者的死后大脑中AA水平升高（Julien等人，2006年）。这些发现表明，抑制AA的生成可能具有抗炎作用，使其成为PD的潜在治疗方法。

在本研究中，我们发现抑制FKBP5的表达可以减少MPTP/MPP⁺处理的PD模型中小胶质细胞中促炎因子的表达，并抑制AA的合成。此外，我们发现活化T细胞的核因子2（NFATc2）是FKBP5的关键转录因子，调节小胶质细胞的炎症反应和AA的生成。PD患者的外周血中FKBP5和NFATc2的表达水平与AA水平相关，表明FKBP5和NFATc2可能是PD诊断的潜在生物标志物。这些结果为PD的发病机制提供了新的见解，并可能有助于开发新的治疗靶点。

患者选择和血液采集

所有血液样本均来自哈尔滨医科大学第一附属医院的神经内科，包括30名健康对照组和60名PD患者。根据运动障碍协会的PD临床诊断标准（Postuma等人，2015年）对PD进行诊断。排除了患有精神疾病或其他严重神经系统疾病、肿瘤、自身免疫疾病、感染或慢性代谢疾病的PD患者。

PD中小胶质细胞中FKBP5的表达增加

经过数据质量控制后，保留了69,834个单细胞用于进一步分析（图S1A）。识别出37个细胞簇，并将其分为9种主要细胞类型（图1A）。我们观察到PD患者中脑的小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞和少突胶质细胞前体细胞的数量增加，而多巴胺能神经元和周细胞的数量减少（图S1B，图1B）。随后进行了差异表达分析

讨论

目前认为PD是一种伴有神经炎症的免疫系统疾病（Hickman等人，2018年）。因此，通过抑制小胶质细胞的激活来调节神经炎症可能是PD的一种潜在治疗策略（Gelders等人，2018年）。迄今为止，关于FKBP5在PD中功能的研究很少。在本研究中，我们首次证明了FKBP5作为小胶质细胞介导的炎症反应调节因子的关键作用，因为它控制着AA的代谢。此外，我们提供了

结论

总之，我们的研究表明FKBP5在调节AA合成和小胶质细胞炎症中起着关键作用，支持将FKBP5作为PD的治疗靶点。此外，我们发现NFATc2影响FKBP5的转录，从而调节AA代谢诱导的小胶质细胞促炎激活（图10）。我们在PD患者中的发现揭示了NFATc2/FKBP5轴对AA水平的关键贡献，进一步证实了这一点

作者贡献声明

姚思：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，研究。 薛昭：撰写 – 原稿，研究。 雷武：研究。 李雪莹：研究。 全普生：正式分析。 史岩：正式分析。 张新宇：正式分析。 韩立革：研究。 姚丽芬：撰写 – 审稿与编辑，资金筹集。 范阳：撰写 – 审稿与编辑，资金筹集。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢所有参与本研究的人士。

资助

本工作得到了国家自然科学基金（编号82471259）、中国博士后科学基金（编号2021 M693825）、哈尔滨医科大学第一附属医院的杰出青年医学人才培训项目（编号2024JQ06）以及黑龙江省自然科学基金（编号LH2023H029）的支持。