与帕金森病相关的LRRK2和GBA1突变会调节机体对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的外周免疫反应

《Movement Disorders》：Parkinson's-Linked LRRK2 and GBA1 Mutations Modulate the Peripheral Immune Response to Pseudomonas aeruginosa

外周免疫反应中LRRK2和GBA1基因突变对病原体刺激的调控机制研究。通过体外刺激发现GBA1突变患者PBMCs分泌IL-1β和IL-2增加，LRRK2突变患者非经典单核细胞抗原呈递增强，且MLi-2和NCG可降低LRRK2蛋白及pRab10水平，提示两种基因突变通过影响溶酶体功能共同导致免疫失调。

　　本研究聚焦于帕金森病（PD）与免疫系统之间的复杂关系，特别是探讨了与PD相关的两种常见基因突变——**LRRK2**（富含亮氨酸重复激酶2）和**GBA1**（葡萄糖脑苷酶1）——如何影响人体外周免疫细胞对细菌感染的反应。研究通过使用**假单胞菌**（*Pseudomonas aeruginosa*）作为模型病原体，分析了PD患者和健康对照组在免疫反应上的差异，并进一步评估了LRRK2激酶抑制剂（MLi-2）和GCase（葡萄糖脑苷酶）激活剂（NCGC00188758）对这些免疫反应的调控作用。研究的目的是揭示这些遗传因素是否会影响免疫系统对环境病原体的应答，从而为PD的早期诊断、疾病延缓或进展减缓提供新的线索。

帕金森病是一种复杂的多系统神经退行性疾病，目前尚无有效的疾病修饰疗法。近年来，越来越多的证据表明，PD不仅与中枢神经系统有关，还与外周免疫系统的失调密切相关。例如，PD患者的肿瘤坏死因子（TNF）和干扰素-γ（IFNγ）表达异常，且循环中的调节性T细胞数量减少。此外，PD患者的单核细胞在受到脂多糖（LPS）刺激后表现出过度炎症反应，这种反应与病情严重程度相关。这些发现提示PD可能涉及外周免疫系统的广泛变化，而系统性炎症标志物如中性粒细胞与淋巴细胞比例（NLR）与PD患者纹状体多巴胺转运体水平呈负相关，表明外周免疫失调可能在PD的神经元退化过程中发挥关键作用。

LRRK2是家族性PD中最常被突变的基因之一，与内吞体-溶酶体通路调控和免疫细胞功能密切相关。其中，最常见的突变是G2019S，这种突变导致LRRK2激酶活性增强。在动物模型中，LRRK2的这种突变被发现可以提高对*Salmonella typhimurium*感染的存活率。然而，LRRK2基因敲除的动物却在感染*Listeria monocytogenes*时表现出更高的易感性，但在面对*Mycobacterium tuberculosis*时却能增强免疫反应。这说明LRRK2在病原体控制和免疫功能中的作用可能因病原体种类不同而有所变化。

GBA1基因突变同样是PD的重要遗传风险因素，其编码的GCase是一种溶酶体酶，参与葡萄糖脑苷的分解。GBA1突变与免疫功能异常有关，例如在斑马鱼模型中，GBA-N370S突变通过增强巨噬细胞溶酶体的微生物杀伤能力而提高对*Mycobacterium tuberculosis*的抵抗力。而在果蝇模型中，GBA1的缺失会导致免疫系统过度激活和微生物群落失衡。这些结果提示，GBA1突变可能通过影响溶酶体功能，间接调控免疫反应。

本研究的创新点在于采用**外周血单个核细胞**（PBMCs）的体外刺激方法，以更精确地评估免疫细胞对外源性刺激的反应。相比单次采集的血浆或血清中细胞因子水平，这种方法可以减少时间因素、睡眠状态、饮食和环境暴露等外源性变量对实验结果的干扰。此外，该方法能够重现性地诱发免疫细胞的激活和反应，从而更可靠地揭示不同PD亚型在免疫功能上的差异。

在实验设计中，研究人员首先对健康对照组进行了细胞处理和刺激参数的优化，以确保刺激条件的稳定性和可重复性。随后，他们从携带LRRK2或GBA1突变的PD患者以及无突变的ID患者中收集了PBMC样本，并在体外使用*P. aeruginosa*进行刺激。实验结果显示，GBA1突变的PD患者的PBMC在*P. aeruginosa*刺激后表现出显著增加的IL-1β分泌，而在LRRK2突变的PD患者中，非经典单核细胞在使用GCase激活剂后，其抗原呈递能力显著增强。此外，pRab10（LRRK2的磷酸化底物）在GBA1突变的PBMC中表现出较高的表达水平，而GCase激活剂的使用则在LRRK2突变的PBMC中进一步提高了pRab10的表达。

研究还发现，MLi-2（LRRK2激酶抑制剂）和NCG（GCase激活剂）的使用能够显著降低PBMC中LRRK2蛋白水平。这一结果表明，LRRK2和GCase的活性调控可能对外周免疫反应产生深远影响。特别是，NCG在LRRK2突变的PBMC中表现出增强的抗原呈递效果，这可能与GCase对LRRK2激酶活性的调控有关。这些发现不仅揭示了LRRK2和GBA1突变在免疫系统中的作用，还为未来针对这些突变的靶向治疗策略提供了理论依据。

此外，研究还探讨了PBMC不同亚型（如经典单核细胞、中间单核细胞和非经典单核细胞）在刺激后的反应差异。结果显示，不同类型的免疫细胞对外周刺激的反应存在显著差异，而这种差异可能与它们的生理功能和代谢状态有关。例如，非经典单核细胞在GCase激活剂的作用下表现出增强的HLA-DR表达，这可能与它们在炎症反应中的修复和调节功能有关。同时，研究也发现，尽管在某些细胞类型中GCase和LRRK2的调控存在相互作用，但在其他细胞类型中，它们可能通过不同的机制影响免疫反应。

研究还强调了在体外刺激实验中，细胞类型和刺激条件对结果的重要性。例如，NCG在LRRK2突变的PBMC中表现出更高的pRab10表达，这可能反映了GCase对LRRK2激酶活性的调控作用。而MLi-2在不同细胞类型中均能有效降低LRRK2的表达水平，这可能表明LRRK2激酶抑制具有更广泛的免疫调控作用。这些结果提示，GCase和LRRK2的活性调控可能通过共同的机制影响外周免疫细胞的反应。

研究还指出，尽管GBA1突变的PD患者表现出增强的免疫反应，但这些反应可能并非由外周免疫细胞频率的差异引起。这表明，即使在相同的细胞亚型中，GBA1突变也可能通过影响细胞内信号通路和代谢过程，改变免疫细胞的功能。此外，研究还发现，某些细胞因子（如IL-1β和IL-2）的分泌水平在不同PD亚型中存在显著差异，而这些差异可能与免疫细胞的类型和刺激条件密切相关。

研究还强调了外周免疫细胞对环境因素的敏感性，例如*P. aeruginosa*的暴露可能导致不同的免疫反应模式。这提示，环境因素可能在PD的发病机制中扮演重要角色，而免疫细胞对外源性刺激的反应可能为揭示PD的环境诱因提供新的视角。此外，研究指出，不同GBA1突变类型可能对外周免疫细胞功能产生不同的影响，例如N370S和L444P突变可能具有不同的溶酶体功能缺陷。因此，未来的研究应进一步探讨不同GBA1突变类型对免疫反应的个体化影响。

最后，研究提出了一些未来研究的方向，包括对更多类型的免疫细胞（如B细胞和自然杀伤细胞）进行分析，以及探讨MLi-2和NCG的联合使用是否会产生协同效应。此外，研究还指出，外周免疫反应的变异性可能源于个体之间的基因-环境相互作用差异，因此需要进一步研究这些变异性如何影响PD的临床进展。总体而言，本研究为理解PD的免疫机制提供了新的视角，并为开发针对LRRK2和GBA1突变的免疫调控策略奠定了基础。