综述:细胞外囊泡介导的神经退行性变在物质使用障碍中的作用

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Opinion in Physiology 2.5

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  这篇综述深入探讨了细胞外囊泡(EVs)在物质使用障碍(SUDs)中的关键作用,揭示了EVs(包括外泌体、微囊泡和凋亡小体)如何通过携带蛋白质、脂质、非编码RNA(如miRNA)等生物活性分子,介导可卡因、大麻、甲基苯丙胺、阿片类、酒精和尼古丁等成瘾性物质的神经病理机制。文章重点分析了EVs在血脑屏障(BBB)穿透、神经炎症、突触可塑性及药物递送中的功能,为开发靶向EVs的SUDs治疗策略提供了新视角。

  

引言

细胞外囊泡(EVs)作为脂质双层的异质性结构,已成为介导物质使用障碍(SUDs)神经病理过程的关键角色。这些纳米级囊泡(包括外泌体、微囊泡和凋亡小体)通过运输蛋白质、脂质、DNA和RNA(如miRNA和siRNA),在细胞间通讯中发挥核心作用。尤其值得注意的是,EVs能够跨越血脑屏障(BBB),直接参与神经炎症和突触重塑,为理解SUDs的分子机制提供了新视角。

可卡因

可卡因通过抑制多巴胺转运体(DAT)增强突触多巴胺水平,同时显著增加神经胶质瘤细胞EVs的释放,这一过程依赖于σ-1受体(Sig-1R)与ADP-核糖基化因子6(ARF6)复合物的解离。有趣的是,可卡因还会下调EVs中的外泌体标记物CD63,同时上调凋亡标记物组蛋白H2A.x,从而干扰细胞信号传导。更令人担忧的是,可卡因能促进HIV感染巨噬细胞释放富含病毒基因的EVs,加剧神经炎症和血脑屏障破坏。不过,也有研究展示了EVs的治疗潜力——例如,载有miR-124的外泌体可通过抑制小胶质细胞活化,减轻可卡因诱导的神经炎症。

大麻

大麻中的活性成分Δ9-四氢大麻酚(THC)和 cannabidiol(CBD)通过作用于大麻素受体(CBR1/2),调控EVs的释放和功能。在猴免疫缺陷病毒(SIV)感染模型中,THC刺激的血液EVs(BEVs)表现出双重作用:一方面抑制SIV复制,另一方面通过改变细胞迁移和胶原黏附促进神经退行性变。此外,CBD通过干扰自噬通路,减少HIV病毒RNA在EVs中的包装,凸显了其在抗病毒治疗中的潜在价值。

甲基苯丙胺

甲基苯丙胺(METH)不仅直接损伤神经元和小胶质细胞,还通过氧化应激通路刺激内皮细胞释放微粒体(EMPs)。临床研究发现,METH成瘾者血浆EVs中miR-628、miR-382-5p和miR-301a-3p的表达异常,这些miRNA与神经炎症和突触可塑性密切相关。更引人注目的是,METH能促使小胶质细胞释放富含miR-29a的EVs,后者通过激活Toll样受体7(TLR7)通路,诱发促炎因子风暴和突触损伤。在HIV共感染背景下,METH还增强EVs中HIV-Nef蛋白的传递,加速神经病变进程。

阿片类

吗啡通过μ阿片受体(MOR)激活星形胶质细胞,促使其释放携带长链非编码RNA(lincRNA-Cox2)和miR-138的EVs。这些EVs被小胶质细胞摄取后,通过TLR7/NF-κB信号轴抑制吞噬功能,并引发肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的暴发式分泌。此外,吗啡还能通过上调缺氧诱导因子1α(HIF-1α),驱动β-分泌酶(BACE1)和β淀粉样蛋白(Aβ)在EVs中的富集,从而加速阿尔茨海默病样病理变化。

酒精

酒精通过扰乱胆固醇代谢和鞘磷脂酶(SMase)活性,显著增加小胶质细胞EVs的分泌。机制上,酒精促进线粒体-内质网膜(MAMs)的形成,激活中性SMase生成神经酰胺——这是EVs生物发生的核心介质。在星形胶质细胞中,酒精通过TLR4轴上调EVs内的miR-146a和炎症蛋白(如NLRP3炎性体),导致神经元死亡。胎儿酒精谱系障碍模型更显示,酒精诱导的EVs携带补体蛋白C1q,通过氧化应激途径选择性杀伤下丘脑β-内啡肽神经元。

烟草/尼古丁

尼古丁通过激活烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs),以性别特异性方式改变脑源性EVs(BDEVs)的蛋白质组——雄性大鼠EVs富含轴突再生相关蛋白,而雌性则更多携带γ-氨基丁酸(GABA)能突触蛋白。α7-nAChR的激活不仅能抑制小胶质细胞炎症反应,还能通过突触小泡蛋白SV2C调控多巴胺释放和α-突触核蛋白稳态。在HIV感染者中,香烟烟雾浓缩物(CSC)使巨噬细胞EVs中的促炎因子IL-1β含量激增,这些EVs可被神经元摄取,引发连锁性神经损伤。

未来展望

尽管EVs在SUDs中的作用已取得突破性发现,但药物特异性EVs cargo的筛选、跨细胞调控网络的解析仍是未来研究的重点。开发靶向EVs生物发生(如SMase抑制剂GW4869)或工程化EVs递药系统,可能为SUDs治疗开辟全新赛道。

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