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帕金森病(PD)病因复杂,神经炎症作用关键。研究人员针对 PD 患者中对 α- 突触核蛋白(α-syn)反应的 CD4 T 细胞展开研究,发现 PD_R 患者 CD4 效应记忆 T 细胞(TEM)中 CELSR2 表达升高,且 Granulysin+CD4 细胞毒性 TEM细胞减少,为 PD 病理研究提供新方向。
帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种复杂的神经退行性疾病,全球约有 1000 万患者,且发病率随年龄增长而升高。其核心病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元丢失和 α- 突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)异常聚集形成的路易小体。除了运动症状如震颤、僵直和姿势不稳外,非运动症状如睡眠障碍、认知功能障碍等可能在确诊前 20 年就已出现。然而,由于 PD 的复杂性和异质性,早期诊断手段有限,治疗方法也仅能缓解症状,无法阻断疾病进展。深入理解 PD 的病理机制,尤其是免疫炎症在其中的作用,成为开发靶向治疗的关键。
在这样的背景下,美国拉霍亚免疫学研究所(La Jolla Institute for Immunology)等机构的研究人员开展了相关研究,旨在揭示对 α-syn 反应的 PD 患者(PD_R)中 T 细胞亚群的异常变化。研究发现,PD_R 患者的 CD4 效应记忆 T 细胞(effector memory T cells, TEM)中 Cadherin EGF LAG 七 - pass G-type 受体 2(CELSR2)表达显著升高,且细胞毒性 TEM细胞几乎完全缺失,尤其是 Granulysin+CD4 细胞毒性 TEM细胞数量减少。该研究成果发表在《npj Parkinson's Disease》,为 PD 的免疫病理机制提供了新见解,并为靶向治疗奠定了基础。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:
- 流式细胞术(Flow cytometry):检测 PD_R 和健康对照(HC_NR)中 CD4 T 细胞表面 CELSR2 的表达,以及 Granulysin+等细胞毒性标志物的水平。
- 单细胞 RNA 测序(Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq):对分选的 CELSR2+和 CELSR2- CD4 TEM细胞进行转录组分析,鉴定不同细胞亚群的基因表达特征。
- 样本队列:纳入 PD 患者(分为对 α-syn 反应的 PD_R 和无反应的 PD_NR)和健康对照,通过外周血单个核细胞(PBMC)分析 T 细胞表型和功能。
研究结果
1. CELSR2 在 PD_R 患者 CD4 TEM细胞中表达升高
通过对 PD_R 和 HC_NR 的 CD4 记忆 T 细胞转录组分析,筛选出 11 个差异表达的膜蛋白基因,其中 CELSR2 在 PD_R 的 CD4 TEM细胞中蛋白表达显著高于 HC_NR。进一步分析显示,CELSR2 主要富集于效应记忆 T 细胞亚群(TEM),而非中央记忆 T 细胞(TCM)或终末分化效应记忆 T 细胞(TEMRA)。这提示 CELSR2 可能与 PD_R 患者 T 细胞的活化和分化状态相关。
2. 单细胞转录组揭示 PD_R 患者 TEM细胞亚群分布异常
单细胞 RNA 测序分析显示,PD_R 患者的 CELSR2+ CD4 TEM细胞中,分化型 TEM细胞(Cluster 1)和活化型 TEM细胞(Cluster 6)比例显著增加,而细胞毒性 TEM细胞(Cluster 4,高表达 GZMB、GNLY 等细胞毒性基因)在 PD_R 患者中几乎完全缺失,无论是 CELSR2+还是 CELSR2-亚群,其频率均显著低于 HC_NR。
3. 流式细胞术验证 Granulysin+细胞毒性 CD4 TEM细胞减少
利用流式细胞术检测 Granzyme B、Perforin 和 Granulysin 等细胞毒性标志物,发现 PD_R 患者中 Granulysin+ CD4 TEM细胞频率显著低于 HC_NR,而 CD8 T 细胞中的细胞毒性亚群无明显差异。这表明 PD_R 患者的 CD4 T 细胞毒性功能特异性受损,可能与神经炎症的调控异常相关。
研究结论与讨论
本研究首次发现 CELSR2 在 T 细胞中的表达,并证实其在 PD_R 患者的 CD4 TEM细胞中富集。结合单细胞转录组和流式细胞术结果,揭示了 PD_R 患者中细胞毒性 CD4 TEM细胞的特异性缺失,尤其是 Granulysin+亚群的减少。这一发现提示,细胞毒性 CD4 T 细胞可能在 PD 的神经炎症和神经元损伤中起保护作用,其缺失可能导致 PD_R 患者的病理进展。
CELSR2 作为一种非典型钙粘蛋白,参与平面细胞极性和胚胎发育,其在 T 细胞中的功能此前未被报道。研究推测,CELSR2 可能通过调控 T 细胞的活化和分化,影响 PD 的免疫病理过程。此外,PD_R 患者中分化型和活化型 TEM细胞的增加,可能与抗原呈递细胞的相互作用增强有关,进一步加剧神经炎症。
尽管研究存在样本量较小、女性患者比例低等局限性,但其首次明确了 α-syn 反应性 PD 患者中 T 细胞亚群的特异性变化,为 PD 的分型和免疫治疗提供了新靶点。未来研究可进一步验证 CELSR2 在 T 细胞中的功能机制,并探索 Granulysin+ CD4 T 细胞在神经保护中的作用,为开发针对 PD_R 患者的个性化免疫疗法奠定基础。