《Frontiers in Cellular Neuroscience》：Extracellular vesicles in Niemann pick disease type C: current knowledge and future opportunities
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这篇综述系统梳理了C型尼曼匹克病（NPC）与细胞外囊泡（EVs）研究领域的最新进展。文章指出，NPC作为一种罕见的神经退行性溶酶体贮积症，其NPC1/NPC2基因突变导致的胆固醇转运缺陷深刻影响了EVs的生物发生、摄取及分子货物。尽管相关研究仅18篇且多集中于基础研究，但过去5年发表了13篇，显示出该领域的活跃度。综述强调了EVs在NPC病理机制中的潜在作用（如参与胆固醇外排、携带疾病相关蛋白如APP/Aβ及脂质如神经酰胺），并探讨了其作为生物标志物及新型治疗策略（如间充质干细胞来源EVs）的应用前景。文章呼吁未来需在患者样本中深入开展研究，以揭示EVs在NPC中的确切功能，并为理解相关神经退行性疾病提供新视角。
引言
C型尼曼匹克病（NPC）是一种罕见的常染色体隐性遗传病，主要由NPC1或NPC2基因突变引起，其特征是细胞内胆固醇及其他脂质在晚期内体/溶酶体中的异常累积，导致多系统功能障碍，尤其以进行性神经退行性变为核心临床表现。该病具有高度异质性，在婴儿期、儿童期及成年期均可发病，平均预期寿命约为13岁。值得注意的是，NPC的神经病理特征与阿尔茨海默病（AD）有相似之处，故常被称为“儿童阿尔茨海默病”。近年来，科学研究发现，由细胞释放的纳米级膜性结构——细胞外囊泡（EVs），在NPC的疾病机制中可能扮演着关键角色。内溶酶体通路不仅是胆固醇运输的关键场所，也是EVs（特别是外泌体）生物发生的重要部位，这提示NPC的细胞病理变化很可能直接影响EVs的生物学特性。目前关于NPC与EVs的直接研究论文仅有18篇，但其中13篇发表于近5年内，显示出该领域正处于快速发展阶段。
NPC细胞病理学
NPC的致病基因NPC1（占95%病例）和NPC2（占5%病例）分别编码位于内溶酶体膜上的NPC1蛋白和管腔内的NPC2蛋白，二者协同工作，将胆固醇从内溶酶体转运至胞质。当NPC1或NPC2功能丧失时，胆固醇被困于内溶酶体中，导致该细胞器肿胀、增殖，而细胞其他部分则陷入胆固醇“饥饿”状态。
除胆固醇外，鞘磷脂、糖鞘脂和神经酰胺等脂质也会累积，进而破坏内溶酶体的正常功能。这种脂质代谢紊乱还会引发一系列下游效应，包括线粒体功能障碍、氧化应激增加以及自噬通路受损。小脑浦肯野神经元的进行性丢失是NPC的显著神经病理特征，但其具体死亡机制尚不完全清楚，可能与神经元与非神经元细胞（如小胶质细胞、星形胶质细胞）之间的通讯异常及神经炎症反应密切相关。
EVs的形成、货物及分析
EVs是几乎所有细胞都会释放的脂质双分子层包裹的纳米颗粒（直径约50-500 nm），其携带蛋白质、核酸（如miRNA）、脂质等分子货物，是细胞间通讯的重要媒介。EVs主要分为外泌体和微泡两大类。外泌体起源于内溶酶体通路：晚期内体膜内陷形成腔内囊泡（ILVs），含有ILVs的内体称为多泡体（MVBs），MVB与质膜融合后，ILVs被释放到细胞外即为外泌体。此过程可由ESCRT（内体分选复合物）依赖或非依赖途径（如nSMase2/神经酰胺途径）驱动。微泡则直接通过质膜向外出芽形成。
EVs的分子货物并非随机包装，而是具有一定选择性，能反映亲代细胞的状态。疾病状态可显著改变EVs的货物组成，这使得EVs在疾病生物标志物开发和病理机制研究中具有巨大潜力。分离和分析EVs的常用方法包括超速离心、尺寸排阻色谱、免疫捕获等，不同方法可能富集不同的EVs亚群，这是在比较不同研究结果时需注意的重要因素。
当前对NPC中EVs的理解
NPC蛋白在EVs摄取和释放中的作用：研究表明，NPC1蛋白对于某些病毒来源EVs的内吞以及胆固醇富集EVs的释放至关重要。NPC2蛋白也被发现可促进患者来源成纤维细胞释放富含胆固醇的ILVs（外泌体前体）和微泡。
NPC样本中的EVs浓度：关于NPC病理是否影响EVs浓度，现有研究结果存在矛盾。部分研究在NPC1敲除细胞模型或用药物U18666A（U18）抑制NPC1功能的模型中观察到EVs释放增加，而另一些研究则未发现变化。这种差异可能源于使用的细胞类型、NPC模型（完全敲除vs部分功能障碍）以及EVs分离分析方法的不同。特别值得注意的是，神经元和星形胶质细胞对NPC1抑制的反应可能相反，提示EVs浓度的变化具有细胞类型特异性。
NPC EVs的分子货物：NPC来源的EVs其分子货物发生显著改变。例如，来自NPC模型星形胶质细胞的EVs富含淀粉样前体蛋白（APP）和Aβ肽，并且对受体细胞具有细胞毒性。脂质组学分析发现，NPC缺陷小鼠脑源性EVs中溶血磷脂酰胆碱（LPC）和己糖基神经酰胺等脂质含量增加，这些脂质与NPC病理密切相关。然而，NPC对EVs中miRNA货物的影响尚未被研究，这是一个重要的知识空白。
EVs与NPC治疗：有假说认为，EVs可能作为NPC细胞排出多余胆固醇的一种途径。支持这一观点的证据包括：某些候选药物（如鞣花酸、磷脂酰甘油）能促进NPC细胞释放EVs并同时降低细胞内胆固醇水平；而抑制EVs释放（如使用nSMase2抑制剂GW4869）则会加剧胆固醇累积。此外，间充质干细胞来源的EVs在NPC小鼠模型中显示出减轻炎症的 therapeutic 潜力。2024年FDA批准的首批两种NPC治疗药物（Miplyffa/arimoclomol和Aqneursa/N-乙酰-L-亮氨酸）其作用机制（如热休克蛋白、糖鞘脂合成、线粒体功能）均与EVs生物学相关，但它们是否通过影响EVs发挥疗效尚待研究。
讨论
现有证据表明，NPC病理确实改变了EVs的生物学特性，这些变化可能与疾病机制相关。然而，由于该领域研究尚处于早期阶段，存在许多关键问题有待解答。例如，EVs浓度变化与细胞类型和NPC突变严重程度的关系；EVs，特别是中枢神经系统来源的EVs，在NPC神经退行性变中的具体作用（是清除毒性物质还是传播病理信号）；NPC对EVs miRNA货物的影响；以及NPC2突变对EVs的影响几乎未知。最重要的是，绝大多数研究基于细胞或动物模型，在NPC患者样本（特别是不同受累器官的体液）中进行的研究极为缺乏。未来的研究需要在更大规模、更具代表性的患者队列中验证现有发现，并深入探索EVs在NPC中的分子机制，这不仅有助于理解NPC本身，也可能为其他具有内溶酶体功能障碍的疾病提供新的见解。克服患者高度异质性带来的挑战，并开发可靠的方法追踪体内特定细胞来源的EVs，将是推动该领域向前发展的关键。
