DJ-1通过自噬-溶酶体途径降解NLRP3缓解帕金森病中小胶质细胞介导的神经炎症

这篇研究揭示了帕金森病（PD）中DJ-1蛋白通过调控NLRP3炎症小体激活的分子机制。作者发现，炎症刺激下DJ-1表达上调并与NLRP3直接结合，防止其通过自噬-溶酶体途径降解；敲除DJ-1可特异性抑制NLRP3（而非AIM2/NLRC4）炎症小体活化，减轻神经炎症并保护多巴胺能神经元。研究为PD的靶向治疗提供了新思路。

　　

1 引言

帕金森病（PD）以中脑黑质多巴胺能神经元选择性丢失为特征，神经炎症在其发病中起核心作用。小胶质细胞作为中枢主要免疫细胞，通过NOD样受体家族PYRIN域包含蛋白3（NLRP3）炎症小体感知病原相关分子模式（PAMPs），触发白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎因子释放。NLRP3激活需两步：LPS等引发信号通过NF-κB上调NLRP3转录，ATP等激活信号则促进炎症小体组装。DJ-1（由PARK7基因编码）是PD相关蛋白，传统认知中其通过Nrf2通路发挥神经元抗氧化作用，但在胶质细胞中的功能尚不明确。

2 材料与方法

研究采用LPS刺激原代小胶质细胞和骨髓来源巨噬细胞（BMDM），并通过立体定位注射构建PD小鼠模型。使用siRNA敲低DJ-1，结合免疫共沉淀（Co-IP）和邻近连接实验（PLA）验证蛋白互作。通过CRISPR-Cas9构建DJ-1敲除HEK-293细胞，利用自噬抑制剂3-MA和激活剂雷帕霉素探究NLRP3降解机制。行为学测试包括转棒实验和爬杆测试，高效液相色谱（HPLC）检测纹状体多巴胺含量。

3 结果

3.1 DJ-1在炎症刺激下表达上调

LPS或LPS+ATP刺激后，小胶质细胞和BMDM中DJ-1蛋白显著增加。小鼠黑质立体注射LPS或MPTP处理同样诱导DJ-1上调，且主要富集于IBA-1⁺小胶质细胞而非GFAP⁺星形胶质细胞。

3.2 DJ-1缺失抑制NLRP3炎症小体

敲低DJ-1显著降低caspase-1 p20和IL-1β p17水平，减少IL-1β分泌。条件培养基实验显示，DJ-1缺陷小胶质细胞的培养液可减轻神经元凋亡，提升MAP2⁺神经元存活率，并调节Bcl-2/Bax平衡。

3.3 特异性调控机制

DJ-1敲除仅抑制NLRP3炎症小体，对NLRC4或AIM2无影响。Co-IP和PLA证实DJ-1直接结合NLRP3，而CRISPR-Cas9实验显示DJ-1缺失促进NLRP3经自噬-溶酶体途径降解。雷帕霉素处理加剧DJ-1 KO细胞中NLRP3降解，3-MA则逆转该效应。

3.4 体内神经保护作用

小胶质细胞特异性AAV-shDJ-1注射降低黑质NLRP3⁺细胞数，减少IBA-1⁺小胶质细胞活化。HPLC显示纹状体多巴胺水平保留，酪氨酸羟化酶（TH）⁺神经元数量增加。行为学测试中，治疗组小鼠转棒停留时间延长，运动速度提升。

4 讨论

研究首次揭示DJ-1通过稳定NLRP3构象阻止其自噬降解，从而调控小胶质细胞炎症反应。与神经元中抗氧化作用不同，DJ-1在胶质细胞中呈现促炎表型。该发现为PD治疗提供新靶点——特异性抑制小胶质细胞DJ-1或可平衡神经保护与抗炎需求。未来需解析DJ-1与NLRP3结合的具体结构域，并探索其在α-突触核蛋白病理中的作用。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加非文献支持内容）