综述:小胶质细胞中脂滴积累及其潜在作用

【字体: 时间:2025年06月15日 来源:Lipids in Health and Disease 3.9

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  这篇综述系统探讨了小胶质细胞(CNS驻留免疫细胞)中脂滴(LDs)的动态变化及其在神经病理进程中的作用,重点阐述了脂滴积累型小胶质细胞(LDAM)的表型特征、调控机制(如DGAT/ACSL等关键酶)及其在阿尔茨海默病(AD)、多发性硬化(MS)等中枢神经系统(CNS)疾病中的促炎(TNF-α/IL-1β)、吞噬功能障碍等病理影响,为靶向脂代谢干预神经退行性疾病提供了新视角。

  

背景

小胶质细胞是中枢神经系统(CNS)的常驻免疫细胞,负责维持神经微环境稳态。传统认为其处于“静息状态”,但近年研究揭示其具有高度动态性,称为“监视型小胶质细胞”(surveilling microglia)。这类细胞通过分支状突起表达P2RY12、TMEM119等标志物,实时监测周围环境。当遭遇病理刺激(如Aβ、α-突触核蛋白或脑损伤),小胶质细胞转化为“反应型”(reactive microglia),表现为胞体肥大、突起缩短,并高表达CD68,释放促炎因子,参与神经炎症。

小胶质细胞表型与脂滴积累

单细胞转录组学揭示了小胶质细胞的异质性,包括“神经退行性表型”(dysfunctional microglia)和“脂滴积累型”(LDAM)。LDAM的特征是脂滴(LDs)过度堆积、活性氧(ROS)过量产生及吞噬功能受损。这种表型可由炎症、高脂饮食(HFD)、神经元兴奋毒性或铅暴露等触发。例如,在脑缺血或MS中,小胶质细胞吞噬髓鞘碎片后,胆固醇代谢紊乱导致LDs形成,进而加剧神经损伤。

脂滴的生物合成与降解

合成途径:LDs由内质网(ER)合成,核心含甘油三酯(TAG)和胆固醇酯(CE),外包磷脂单层膜。关键酶包括:

  1. GPAT3/4:催化TAG合成的限速步骤,调控LDs大小。
  2. DGAT1/2:将DAG转化为TAG,敲除DGAT1可抵抗肥胖和肝脂肪变性。
  3. ACAT1/2:将胆固醇酯化为CE,其抑制剂(如avasimibe)可减少AD模型中的Aβ沉积。
  4. ACSL家族:ACSL1在AD患者脑内高表达,促进LDs形成;ACSL4则参与缺血性卒中的神经炎症。

降解途径

  • 脂解:脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)和激素敏感性脂酶(HSL)分解TAG释放游离脂肪酸(FFA)。
  • 脂噬(lipophagy):自噬体通过LC3标记LDs,与溶酶体融合后降解。衰老或代谢紊乱时,脂噬功能下降导致LDs堆积。

LDAM的功能改变

  1. 促炎状态:LDs释放花生四烯酸,转化为前列腺素等炎症介质,激活NLRP3炎症小体。
  2. 吞噬缺陷:ATGL缺失会减少FFA供应,降低ATP生成,削弱吞噬能力。老年LDAM因无法有效清除胆固醇结晶,加剧髓鞘修复障碍。
  3. 信号传导:LDs作为平台参与肝X受体(LXR)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)通路调控。

疾病关联

  • AD:APOE4基因型驱动小胶质细胞LDs积累,抑制Aβ清除。抑制ACAT1可恢复吞噬功能。
  • MS:髓鞘碎片衍生的胆固醇以LDs形式存储,形成胆固醇晶体,破坏溶酶体膜。
  • 脑卒中:缺血后血脑屏障破坏,外周脂蛋白渗入,触发LDAM形成。
  • 神经病理性疼痛:脊髓小胶质细胞LDs积累与胆固醇代谢基因异常相关,清除LDs可缓解疼痛。

未来挑战

尽管靶向脂代谢(如DGAT抑制剂)展现出治疗潜力,但需解决细胞特异性问题。高分辨率成像(如CARS显微镜)和脂质组学将助力解析LDs的时空动态,为神经退行性疾病提供精准干预策略。

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