黑质致密部的空间分辨率老化蛋白质组学：探索帕金森病相关早期病理机制

本综述通过激光显微切割与质谱技术，对年轻与老年个体黑质致密部（SNpc）组织及神经黑色素颗粒（NMGs）进行空间分辨率蛋白质组学分析，揭示了生理性衰老过程中多巴胺能神经标记物（TH、DDC、SLC6A3）减少、神经炎症（HP、FGG、SERPINA1）激活、线粒体功能失调（PARK7、VDAC1/2、LONP1）及囊泡运输（clathrin介导的内吞）异常等关键变化，为帕金森病（PD）的早期病理机制提供了重要见解。

　　

2.1 衰老黑质致密部特征为多巴胺能表型减少

研究通过激光显微切割分离年轻（平均年龄27.8岁）与老年（平均年龄76岁）个体的神经黑色素颗粒（NMGs）及周围黑质致密部组织（SN_Surr.），利用质谱技术进行蛋白质组定量分析。结果显示，老年组中多巴胺能神经元标志物酪氨酸羟化酶（TH）、多巴脱羧酶（DDC）和钠依赖性多巴胺转运体（SLC6A3）表达显著降低，提示多巴胺能神经元丧失或代谢活性下降。相反，星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（GFAP）和S100B蛋白在老年组中表达升高，而少突胶质细胞标志物髓鞘碱性蛋白（MBP）和髓鞘蛋白脂质蛋白（PLP1）未呈现年龄相关性变化。

2.2 衰老黑质致密部呈现神经炎症增强与囊泡运输改变

共鉴定出144个差异表达蛋白，其中86个在年轻组中高表达，58个在老年组中高表达。年轻组中与神经发生、突触可塑性和clathrin介导的囊泡运输相关的蛋白（如AP3B2、AP3D1、AP2B1）富集；老年组中急性期蛋白（如HP、FGG、FGB、SERPINA1）显著上调，表明神经炎症反应增强。基因本体（GO）分析进一步证实老年组中炎症反应、脂质结合与运输过程显著富集。

2.3 神经炎症过程在衰老黑质致密部显著激活

研究检测了30种已知急性期蛋白，其中10种在老年组中表达上调，包括触珠蛋白（HP）、纤维蛋白原γ链（FGG）、纤维蛋白原β链（FGB）、补体C3（C3）等。免疫组化验证了HP与神经黑色素颗粒的共定位，支持NMGs作为神经炎症枢纽的观点。

2.4 Clathrin介导的运输在衰老黑质致密部发生改变

研究分析了43个clathrin介导运输相关蛋白，其中8个在年轻组中显著高表达。蛋白亚型呈现年龄依赖性差异，如Coronin家族成员（CORO1A年轻组高表达，CORO2A/B老年组高表达）和Profilin1/2（老年组高表达），提示囊泡运输机制在衰老过程中发生复杂重构。

2.5 衰老神经黑色素颗粒累积脑结构、多巴胺通路与线粒体功能相关蛋白

年轻NMGs中核糖体蛋白（如RPS21、RPS28）和应激颗粒蛋白（如PABPC1）高表达；老年NMGs中线粒体相关蛋白（如PARK7、MAOA、MAOB、VPS35、ALDH1A1）及炎症蛋白（如A2M、SELENBP1）显著富集。这些变化表明NMGs在衰老过程中可能参与蛋白质翻译调控与氧化应激反应。

2.6 线粒体蛋白在衰老黑质致密部与神经黑色素颗粒中呈现独特改变

年轻SN_Surr.组织中线粒体呼吸链蛋白高表达，而老年NMGs中脂肪酸β氧化相关蛋白（如ACAD9、HADHA）富集。交叉对比发现29个蛋白在年轻SN_Surr.与老年NMGs中表达趋势相反，提示线粒体蛋白可能存在年龄依赖性空间转移。

2.7 核糖体与应激颗粒蛋白在年轻神经黑色素颗粒中空间富集

年轻NMGs中262个应激颗粒相关蛋白和74个核糖体亚基蛋白（40S与60S）绝对丰度更高，其中核糖体蛋白L22、L18、L23A等随衰老表达下降。核糖体蛋白在NMGs中的富集程度显著高于周围组织，表明其定位具有空间特异性而非污染结果。

3 讨论

本研究通过空间分辨率蛋白质组学揭示了黑质致密部在生理性衰老过程中的多巴胺能神经元丢失、神经炎症激活、线粒体功能障碍及囊泡运输改变等特征，这些变化与帕金森病早期病理机制高度重叠。神经黑色素颗粒作为炎症与线粒体蛋白的聚集枢纽，可能通过调节应激颗粒组装和核糖体功能参与衰老相关神经退化。研究强调空间分辨率技术对解析脑区特异性衰老机制的重要性，为神经退行性疾病的早期干预提供了分子基础。

4 局限性

研究样本量较小且仅包含男性个体，无法评估性别特异性差异；组织可用性限制了验证实验的开展；结果需结合转录组学与单细胞技术进一步验证。

5 结论

黑质致密部的衰老过程伴随多巴胺能标志物减少、神经炎症激活及线粒体功能失调，神经黑色素颗粒作为关键分子枢纽参与这些变化。研究证实帕金森病相关病理机制在生理性衰老中已启动，强调了衰老作为神经退行性疾病核心风险因素的重要性。

6 实验方法

研究使用Navarrabiomed生物库提供的冻存人脑组织切片，通过激光显微切割分离NMGs与周围组织，经胰蛋白酶消化后采用液相色谱-质谱联用技术进行蛋白质组分析。数据通过MaxQuant与Perseus软件处理，差异蛋白筛选标准为p值<0.05（未校正）。免疫组化采用抗SERPINA1与HP抗体进行验证。