《Frontiers in Immunology》：Microglia heterogeneity and therapeutic strategies in Parkinson’s disease
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本综述系统阐述了帕金森病（PD）中小胶质细胞的功能、时空、遗传及性别异质性，总结了靶向小胶质细胞的新干预策略，强调了其在神经炎症、α-突触核蛋白（α-syn）清除及神经保护中的核心作用，为开发PD精准免疫疗法提供了理论参考。
2 Functional heterogeneity of PD microglia
作为中枢神经系统（CNS）的常驻免疫细胞，小胶质细胞在PD的病理进展中扮演着双重角色。在生理状态下，它们呈现出高度动态的树突状形态，执行免疫监视、清除废物和维持突触稳态等功能。小胶质细胞表达丰富的受体，包括模式识别受体（如Toll样受体（TLRs））、吞噬受体（如TAM受体）和免疫调节受体（如髓系细胞触发受体2（TREM2）），能够灵敏地响应从神经元活动到组织损伤的各种信号。
在PD的病理进程中，中枢神经系统内的免疫反应是神经退行性变的核心驱动因素。一方面，小胶质细胞表现出神经保护功能。它们通过TLR2、TLR4-NF-κB等机制吞噬并降解错误折叠和聚集的α-突触核蛋白（α-syn），清除致病性聚集体。研究还发现，小胶质细胞可以通过建立隧道纳米管（TNTs）主动清除神经元内积累的α-syn和tau病理蛋白，并与神经元共享健康的线粒体，逆转氧化应激和功能损伤。另一方面，小胶质细胞也发挥神经毒性作用。错误折叠的α-syn通过结合特定表面受体（如TLR）或细胞内受体（如NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3））过度激活小胶质细胞，导致大量释放白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6等促炎细胞因子，加剧多巴胺能神经元的损伤。被过度激活的小胶质细胞还会分泌干扰素-γ（IFN-γ）等细胞因子，损害多巴胺能神经元的溶酶体功能。
小胶质细胞的功能异质性与其高度动态的形态和可塑性密切相关。传统的M1/M2二分法已不足以充分反映其复杂的表型和功能。目前的研究更倾向于基于状态的分类系统。疾病相关小胶质细胞（DAM）、小胶质细胞神经退行性表型（MGnD）和增殖区域相关小胶质细胞（PAM）等是PD中重要的细胞亚群。DAM是最具特征的反应性亚群之一，其特征基因如载脂蛋白E（ApoE）、脂蛋白脂肪酶（LPL）和TREM2与神经退行性疾病的进展显著相关。
这种功能连续体的背后是复杂的分子调控网络。在PD患者中，TLRs被病理性的α-syn激活。Dectin-1和TLR4表现出协同的信号串扰，放大神经炎症反应。层粘连蛋白则能抑制Dectin-1，促进小胶质细胞从促炎功能状态向抗炎状态转变。由NLRP3炎症小体激活驱动的神经炎症是PD病理进展的关键环节，α-syn可在人原代小胶质细胞中诱导NLRP3炎症小体介导的IL-1β分泌。还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）可作为P2X7R的内源性抑制剂，减轻小胶质细胞中NLRP3炎症小体的激活，从而发挥神经保护作用。有趣的是，不同形式的α-syn在激活小胶质细胞NLRP3炎症小体方面表现出不同的特性，表明即使偏向促炎表型，小胶质细胞也可能保留保护功能，这提示靶向NLRP3具有作为PD治疗策略的潜力。
3 Spatiotemporal heterogeneity of microglia in PD
小胶质细胞在机体发育过程中执行多种任务。其在个体发育不同阶段、不同脑区的存在和功能，是研究其在PD中调控作用的关键方向。
空间异质性方面，多项独立研究证实，小胶质细胞表现出空间异质性，以区域特异性的方式显示不同的基因表达谱。小鼠不同脑区富集着不同的小胶质细胞转录簇，这可能预先决定了不同脑区对病理刺激的独特免疫反应。人脑的不同区域也存在不同的小胶质细胞亚群。在PD患者中，特定的小胶质细胞亚群在不同脑区可能表现出不同的分布或反应。α-syn病理沉积严重的区域（如黑质（SN）、纹状体）显示出更高比例的DAM，而相对未受累的区域则主要存在稳态小胶质细胞。黑质是整个大脑中小胶质细胞密度最高的区域，呈现出独特的小胶质细胞微环境，使其维持着高度的免疫警戒状态。黑质中小胶质细胞的广泛激活导致细胞毒性因子（如活性氧（ROS））的持续释放，诱导更高水平的α-syn产生，从而加速PD进展。小胶质细胞在整个成年期的转录谱具有区域特异性，衰老过程中前脑区域（如海马）特定免疫表型的丧失，为解释PD病理的空间特异性发病机制提供了潜在的细胞基础。
时间异质性方面，小胶质细胞在胚胎期、幼年期和成年期表现出不同的转录谱，表明其动态适应大脑的发育状态。小胶质细胞的功能状态在调节α-syn传播方面表现出时间异质性。处于静息状态的小胶质细胞限制病理蛋白扩散，而其过度激活或显著缺失则会明显加速α-syn传播。发育过程中小胶质细胞环境的紊乱可能会扰乱发育时序，导致炎症和其他基因通路的错误调控，损害神经元发育。
小胶质细胞的异质性表现出年龄依赖性特征，大脑中小胶质细胞的功能状态随着年龄增长而恶化。衰老是PD最重要的非遗传风险因素。所有小胶质细胞都受到衰老的影响，并且在PD中表现出进一步的转录改变。与年龄相关的炎症变化对PD的发病机制产生双重影响：持续的低度神经炎症环境为α-syn的病理性聚集创造了有利条件；同时，衰老的小胶质细胞表现出清除功能受损，无法有效降解异常蛋白质。这两种机制共同增加了多巴胺能神经元的脆弱性，对PD的发生和进展有重要贡献。研究发现，表达分泌性磷酸蛋白1（SPP1）的DAM样小胶质细胞的比例随年龄增长而增加，与年轻大脑相比，这种亚型在衰老大脑中更为突出。
4 Genetic and gender heterogeneity in PD microglia
PD患者的临床表现、进展速度和对治疗的反应存在显著的异质性。遗传背景和性别是影响PD易感性的两个基本内在变量，通过调节小胶质细胞的功能状态发挥作用。
遗传异质性方面，全基因组关联研究（GWAS）已证实约90个位点的变异会增加PD发病和进展的风险。超过20种不同的罕见遗传变异构成了家族性PD的遗传风险因素。PD相关基因的发现，如α-syn、帕金蛋白（Parkin）、PTEN诱导激酶1（PINK1）、DJ-1、富含亮氨酸重复序列激酶2（LRRK2）和Fcγ受体IIA（FCGR2A），推动了PD建模和靶向治疗研究。遗传学研究证实，小胶质细胞显著富集了PD的风险变异。
个体间小胶质细胞功能的遗传差异是PD易感性的关键决定因素。LRRK2是家族性和散发性PD中最常见的突变基因之一。LRRK2基因的致病突变诱导小胶质细胞特异性的溶酶体功能障碍，损害其清除功能，驱动PD进展。葡萄糖脑苷脂酶（GBA）的纯合突变是PD的重要遗传风险因素。TREM2的R47H突变也是PD的一个重要风险因素。TREM2-APOE的遗传变异直接损害小胶质细胞的正常分化和功能，削弱其吞噬能力，增加对PD的易感性。帕金森病蛋白2（PARK2）和PARK6编码的E3泛素连接酶Parkin和线粒体丝氨酸/苏氨酸激酶PINK1的功能缺失突变是大多数常染色体隐性早发性PD病例的原因。PARK2/PINK1缺陷会特异性加剧小胶质细胞中NLRP3炎症小体的过度激活和促炎因子的释放。
性别异质性方面，性别是PD的风险因素之一。男性患者患PD的相对风险是所有年龄段女性的两倍。与男性患者相比，女性患者在疾病早期有更高的运动障碍风险，日常生活能力下降较慢，认知障碍风险较低。在PD动物模型中，雄性个体的小胶质细胞表现出更强的促炎反应，导致更严重的多巴胺能神经元损失。成年雌性小鼠的小胶质细胞表现出独特的神经保护性转录表型。这种保护性表型在雌性小胶质细胞移植到雄性大脑中时依然存在，并提供增强的神经保护。雌激素调节小胶质细胞的反应性，在雌性中诱导保护性表型，这是女性PD发病风险降低的关键机制之一。
5 Therapeutic strategies targeting microglia
鉴于小胶质细胞表型的异质性，针对小胶质细胞的治疗策略侧重于调节其极化平衡，涵盖功能调控、清除致病因子和重塑免疫微环境等多种途径。
直接抑制小胶质细胞有害的神经炎症反应是PD的主要治疗靶点。NLRP3炎症小体有助于PD进展，因此成为首选治疗策略。多种NLRP3抑制剂，如临床批准的抗炎药瑞巴派特（Mucosta?）、MCC950和内源性抑制剂多巴胺，能有效减轻小胶质细胞介导的PD神经炎症和适应性免疫细胞浸润，从而保护神经元并改善运动症状。髓过氧化物酶抑制剂AZD3241可抑制PD患者的小胶质细胞活化，在2a期试验中显示出良好的耐受性。阻断IL-6或其下游效应可以抑制α-syn激活的小胶质细胞对神经元稳态的破坏。
将小胶质细胞从有害表型重编程为神经保护表型有望阻止PD进展。多种天然和合成化合物可以调节这一过程。牛磺酸可抑制小胶质细胞向M1表型极化。五味子醇甲和辣椒素都能诱导小胶质细胞向M2表型转化。激活TREM2可促进小胶质细胞的吞噬和抗炎功能。二氢槲皮素（DHQ）通过激活TREM2信号通路抑制PD中的神经炎症。星形小胶质细胞衍生的IL-3引导小胶质细胞转变为增强α-syn吞噬作用的保护性表型。一些创新治疗方法，如集成纳米反应器（Q@CeBG），可以穿透血脑屏障，将小胶质细胞从M1重编程为M2表型。
增强小胶质细胞的内在保护功能，特别是其清除病理蛋白的能力，是PD的另一个关键治疗方向。使用PLX3397完全重塑小胶质细胞群可诱导出抵抗多巴胺能损伤的神经保护表型。核心-壳IHM纳米颗粒可以穿透大脑，重编程病变小胶质细胞，降解α-syn，同时中和神经炎症因子。增强小胶质细胞自身的吞噬能力是诱导保护性表型的关键方法。天然小分子山奈酚（Ka）通过促进小胶质细胞自噬选择性降解NLRP3蛋白。多种LRRK2激酶抑制剂已显示出治疗由LRRK2基因突变引起的小胶质细胞溶酶体功能障碍的潜力。
靶向小胶质细胞的PD治疗策略主要侧重于抑制其神经毒性，同时保留或增强其神经保护功能。在复杂的内部环境中，药物干预可能会产生不可预测的网络效应。实现治疗方案的平衡调控是PD靶向小胶质细胞治疗面临的主要挑战。
