综述:小胶质细胞衰老的标志物

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Cellular and Molecular Neurobiology 3.6

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  这篇综述系统阐述了小胶质细胞(microglia)在衰老过程中呈现的12个标志性特征(hallmarks of ageing),包括基因组不稳定、端粒缩短、表观遗传改变等,重点探讨了其促炎表型(pro-inflammatory phenotype)与神经退行性疾病(NDs)如阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)的关联,为建立更精准的衰老相关疾病模型提供了理论依据。

  

小胶质细胞衰老的标志物

大脑随年龄的变化

全球60岁以上人口预计2050年翻倍,而衰老是神经退行性疾病(NDs)如阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)的首要风险因素。衰老与NDs共享12个标志性生理变化,包括端粒磨损、线粒体功能障碍和慢性炎症等。这些变化在中枢神经系统(CNS)细胞中表现各异,例如小胶质细胞作为CNS主要免疫细胞,其衰老过程显著影响神经健康。

小胶质细胞的生命周期功能

小胶质细胞占脑细胞的5-20%,起源于胚胎卵黄囊,早期参与神经发生和突触修剪。成年后转为免疫监视角色,而老年期呈现营养不良形态(dystrophic morphology),表现为突起断裂和胞体肿胀。单细胞RNA测序发现,衰老小胶质细胞中干扰素信号通路基因(如IFITM3、CXCL16)表达上调,而铁转运基因下调,提示其转向促炎状态。

分子机制与形态表型

衰老小胶质细胞形态分为分支型、杆状型和阿米巴型等。其中,杆状小胶质细胞(rod microglia)与神经元损伤相关,而阿米巴型(amoeboid)具有强吞噬能力。衰老时,模式识别受体(PRRs)如Toll样受体(TLRs)激活NF-κB通路,导致IL-1β等促炎因子释放,同时cGAS-STING通路因线粒体DNA(mtDNA)泄漏进一步加剧炎症。

衰老标志物在小胶质细胞中的表现

  1. 基因组不稳定:老年小鼠小胶质细胞中γ-H2A.X标记的DNA损伤增加,但人脑样本中该现象不明显,可能与铁蛋白蓄积有关。
  2. 端粒缩短:大鼠小胶质细胞培养32天后端粒酶活性下降,而AD患者端粒长度显著短于非痴呆个体。
  3. 表观遗传变化:老年小鼠组蛋白去甲基化酶JMJD3减少,导致H3K27me3修饰增加,抑制抗炎基因表达。
  4. 线粒体功能障碍:20月龄小鼠小胶质细胞中mtDNA逃逸至胞质,激活cGAS-STING通路,推动炎症级联反应。

未解问题与未来方向

当前研究存在物种差异(如小鼠与人类小胶质细胞转录组差异)和性别差异(雌性小胶质细胞数量随年龄增加而雄性不变)。需结合PET成像等非侵入技术探索人类小胶质细胞动态,并统一形态分类标准(如避免"活化"等模糊术语)。靶向衰老相关通路(如mTOR或STING)可能为NDs治疗提供新策略。

全文通过多维度证据链,揭示了小胶质细胞衰老如何成为NDs的"共犯",为干预年龄相关神经病变提供了科学框架。

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