NFAT1抑制通过重塑小胶质细胞表型改善突触核蛋白病模型小鼠的神经功能缺损

《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》：Redirecting microglia phenotype via inhibition of NFAT1 ameliorates deficits in mouse model of synucleinopathies

本研究针对突触核蛋白病中α-突触核蛋白(α-syn)异常沉积引发的神经炎症问题，通过抑制转录因子NFAT1，成功将过度活化的小胶质细胞重编程为健康活性状态。研究发现NFAT1抑制剂11R-VIVIT能降低促炎因子表达，恢复小胶质细胞迁移和吞噬能力，减轻α-syn病理和神经退行性变。该研究为通过调控神经免疫治疗神经退行性疾病提供了新靶点。

　　

在大脑这个精密运行的复杂系统中，小胶质细胞作为中枢神经系统的主要免疫防线，时刻监视着微环境的变化。然而，在帕金森病(PD)、路易体痴呆(DLB)等突触核蛋白病中，α-突触核蛋白(α-syn)的异常沉积会持续激活小胶质细胞，引发慢性神经炎症，最终导致神经元损伤和死亡。这种"过度活化"的小胶质细胞不仅失去正常的保护功能，反而释放大量促炎因子，成为推动疾病进展的关键因素。

传统上，研究人员主要关注Toll样受体2(TLR2)等上游靶点，但TLR2同时参与正常的神经稳态维持，直接抑制可能带来脱靶效应。美国国立卫生研究院老龄化研究所和西达斯-西奈医学中心的研究团队另辟蹊径，将目光投向了TLR2下游的信号分子——核因子活化T细胞1(NFAT1)。他们发现，在突触核蛋白病模型中，NFAT1在小胶质细胞中异常激活，可能成为更精准的治疗靶点。

为了验证这一假设，研究团队使用了能够穿透血脑屏障的NFAT1抑制肽11R-VIVIT，在表达人类野生型α-突触核蛋白的转基因小鼠模型(α-syn-tg)中进行了系统性研究。这些小鼠具有与人类疾病相似的病理特征，包括α-syn沉积、神经炎症、神经退行性变和行为缺陷。

研究采用多学科技术方法，包括动物行为学测试评估运动功能，免疫组织化学分析神经病理变化，流式细胞术检测外周免疫细胞，RNA测序解析小胶质细胞转录组，以及原代细胞培养和脑片培养等体外实验验证机制。

Administration of cell-permeable NFAT1 inhibitor ameliorates deficits in mouse model of synucleinopathies

研究人员首先证实了腹腔注射的11R-VIVIT能有效进入大脑。在α-syn-tg小鼠中，11R-VIVIT治疗显著降低了小胶质细胞中核转位的NFAT1水平，减少了Iba-1阳性小胶质细胞数量，同时降低了肿瘤坏死因子(TNF)和白介素6(IL-6)等促炎因子的表达。更重要的是，NFAT1抑制挽救了新皮质区的神经元损失，改善了纹状体多巴胺能神经元的神经支配。

行为学测试显示，11R-VIVIT治疗改善了α-syn-tg小鼠在旋转棒测试第一天的运动协调能力。在病理方面，NFAT1抑制显著降低了蛋白酶K耐受的α-syn聚集和磷酸化α-syn阳性细胞数量，免疫印迹和ELISA分析也证实了α-syn水平的降低。

Inhibition of NFAT1 alters microglial characteristics in animal model of synucleinopathies

小胶质细胞转录组分析揭示了NFAT1抑制的深层机制。与对照组相比，α-syn-tg小鼠的小胶质细胞表现出促炎反应相关基因的上调，以及迁移和吞噬相关基因的下调。而11R-VIVIT治疗逆转了这种基因表达模式，降低了炎症相关基因的表达，同时上调了细胞运动性和吞噬功能相关基因。

蛋白互作网络分析显示，NFAT1抑制重新编程了小胶质细胞的功能模块，将细胞从促炎状态转向具有正常运动性和吞噬能力的状态。

Inhibition of NFAT1 reduces neurotoxic inflammatory responses in microglia exposed to neuron-released α-synuclein

在体外实验中，神经元释放的α-syn能诱导小胶质细胞表达多种促炎因子和趋化因子，包括TNF、IL-1β、IL-6、CCL3、CCL4和CCL5。11R-VIVIT预处理显著抑制了这些因子的表达，特别是TNF和IL-6的分泌。

机制上，α-syn通过激活TLR2下游的NF-κB、p38 MAPK和NFAT1信号通路诱导小胶质细胞活化。重要的是，11R-VIVIT特异性抑制NFAT1的磷酸化，而不影响NF-κB和p38 MAPK的活化，表明其作用具有通路选择性。

条件培养基实验进一步证明，经α-syn激活的小胶质细胞分泌的介质对神经元具有毒性，而这种毒性可被NFAT1抑制所消除。

Blocking of NFAT1 activation restored cell mobility and phagocytic ability to excessively activated microglia in the synucleinopathies model

伤口愈合实验显示，脂多糖(LPS)预活化的小胶质细胞迁移能力受损，而11R-VIVIT处理能恢复其迁移速度。在脑片培养中，LPS活化的小胶质细胞对α-syn纤维的吞噬能力下降，NFAT1抑制可部分恢复这种功能。

基因表达分析表明，11R-VIVIT处理后，小胶质细胞的即时早期基因(如Fos、Fosb、Egr1)和细胞粘附分子(如Icam2)表达上调，同时脑源性神经营养因子(BDNF)表达增加，提示NFAT1抑制不仅减轻炎症，还促进了小胶质细胞的神经保护功能。

NFAT1 and microglial mobility and phagocytosis associated genes in PD/DLB

在人类PD/DLB患者脑组织中，研究人员检测到NFAT1在Thr862位点的磷酸化水平升高。同时，促炎因子TNF、IL-6、CXCL5和CX3CL1表达上调，而小胶质细胞运动性和吞噬相关基因FOS、FOSB、EGR1和ACTA2表达下降。

对公共数据库的转录组分析发现，随着疾病进展(Braak分期从I期到IV期)，小胶质细胞的吞噬功能相关信号活性显著降低，而免疫系统和细胞因子产生相关信号也呈现下降趋势。

这项发表于《实验与分子医学》的研究表明，NFAT1在突触核蛋白病的小胶质细胞中过度激活，导致细胞进入"过度活化"状态，表现为促炎反应增强而运动性和吞噬功能受损。通过特异性抑制NFAT1，不仅能减轻神经炎症，还能恢复小胶质细胞的正常功能，从而改善疾病病理和行为缺陷。

研究的重要意义在于提出了"重编程小胶质细胞表型"的治疗新策略，相比上游靶点TLR2，NFAT1抑制具有更好的特异性，可能减少脱靶效应。此外，研究首次系统揭示了NFAT1在调控小胶质细胞运动性和吞噬功能中的关键作用，为理解神经免疫调控提供了新视角。

然而，研究也指出了一些待解决的问题，如长期NFAT1抑制对全身免疫系统的潜在影响，以及11R-VIVIT在不同脑区的分布差异。未来研究需要优化给药策略，并进一步阐明NFAT1在神经元和星形胶质细胞中的功能，以全面评估其治疗潜力。

这项工作为开发针对神经免疫机制的突触核蛋白病治疗策略奠定了坚实基础，NFAT1有望成为新的治疗靶点，为帕金森病、路易体痴呆等神经退行性疾病患者带来希望。