P2RX7调控人源小胶质细胞功能并介导IL18与阿尔茨海默病特征的关联机制研究

本研究聚焦阿尔茨海默病（AD）中P2RX7受体对免疫调控的关键作用。团队通过人单核细胞衍生小胶质样细胞（MDMi）模型，发现ATP激活P2RX7可上调IL1β、IL18和NLRP3表达并抑制Aβ1–42吞噬，而拮抗剂A740003和IL-1Ra可逆转此现象。更重要的是，基于ROSMAP队列的介导分析揭示P2RX7特异介导IL18与AD病理及临床特征的关联，为靶向P2RX7-IL18通路治疗神经退行性疾病提供了新方向。

　　

在探索阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）复杂发病机制的过程中，免疫系统的作用日益受到重视。作为大脑中常驻的免疫细胞，小胶质细胞在AD病理进程中扮演着双重角色：既能清除有害的淀粉样蛋白（Aβ）沉积，又可能通过过度激活引发神经炎症，加速疾病进展。近年来，嘌呤能受体家族中的P2RX7（Purinergic Receptor 7）因其在免疫调节中的独特功能成为研究热点。该受体能被高浓度ATP激活，触发炎症反应并影响细胞吞噬功能。尽管在AD患者脑组织中观察到P2RX7表达上调，但其在人类小胶质细胞中的具体作用机制，特别是如何调控炎症因子表达和Aβ清除能力，仍缺乏深入探索。此外，P2RX7与关键炎症因子IL-1β和IL-18的关联及其在AD临床病理特征中的介导作用也有待阐明。

为回答这些问题，哥伦比亚大学欧文医学中心的Kelsey S. Heavener等研究人员在《Neurobiology of Disease》上发表了最新成果。研究团队利用人单核细胞衍生的小胶质样细胞（MDMi）模型，结合分子生物学技术和大规模脑组织转录组数据分析，系统揭示了P2RX7在调节人类小胶质细胞功能中的核心作用，并首次发现P2RX7特异性地介导了IL-18与AD多种病理特征之间的关联。

研究采用的主要技术方法包括：人单核细胞衍生小胶质样细胞（MDMi）培养模型、ATP和选择性激动剂bzATP刺激实验、P2RX7拮抗剂A740003和IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra）干预、实时定量PCR（qPCR）检测基因表达、ProQuantum免疫分析法测定细胞因子蛋白水平、HyLite Fluor 647标记的Aβ1–42吞噬实验（通过荧光酶标仪和共聚焦显微镜定量分析）、以及基于ROSMAP队列（1092例人脑样本）的转录组数据介导分析（包括基因-基因相互作用检验、表达数量性状位点分析和因果介导分析）。

3.1. ATP刺激人MDMi上调IL1β、IL18和NLRP3表达

研究人员发现，用1 mM ATP处理MDMi细胞3小时后，qPCR检测显示IL1β、IL18和NLRP3的基因表达显著增加。同时，细胞培养上清液中的IL-1β和IL-18蛋白水平也明显升高，证实了ATP能诱导人类小胶质样细胞产生炎症反应。

3.2. ATP驱动的MDMi炎症激活依赖P2RX7

使用特异性P2RX7拮抗剂A740003预处理细胞，能显著抑制ATP引起的IL1β、IL18和NLRP3基因表达上调，并降低IL-1β和IL-18的蛋白分泌。此外，选择性P2RX7激动剂bzATP也能诱发类似的炎症因子表达增加，进一步证实P2RX7是ATP引发炎症反应的关键媒介。

3.3. ATP降低MDMi对Aβ1–42的摄取能力

通过荧光标记的Aβ1–42吞噬实验，研究发现ATP刺激显著抑制了MDMi对Aβ的吞噬功能，而加入A740003可逆转这一效应。共聚焦显微镜观察进一步验证了这一结果，表明P2RX7激活会损害小胶质细胞的Aβ清除能力。

3.4. IL-1Ra disrupts ATP activation of P2RX7 in MDMi

使用IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra）预处理细胞，不仅能减轻ATP对Aβ吞噬的抑制，还降低了IL1β、IL18和NLRP3的基因表达水平，说明IL-1信号通路参与调控P2RX7介导的炎症和吞噬功能改变。

3.5. 供体年龄和性别不影响细胞因子表达或Aβ摄取

分析表明，MDMi对ATP的反应（包括炎症因子表达和Aβ吞噬能力）不受供体年龄或性别的影响，提示P2RX7的功能调控可能在不同人群中相对保守。

3.6. P2RX7介导IL18而非IL1β与AD特征的关联

通过对ROSMAP队列脑组织转录组数据的分析，研究人员发现P2RX7基因表达显著介导了IL18与多种AD特征（包括Aβ负荷、tau缠结密度、全局AD病理负担、皮质路易小体、认知衰退和临床痴呆）之间的关联，但未发现其对IL1β有类似介导作用。在MDMi模型中，P2RX7表达仅与IL18而非IL1β表达相关，突出了IL18-P2RX7通路在AD中的特异性作用。

研究结论与讨论部分强调，该研究首次在人类小胶质细胞模型中系统揭示了P2RX7通过调控炎症反应和吞噬功能参与AD病理进程的机制。特别重要的是，发现P2RX7特异性地介导IL18与AD多种临床和病理特征的关联，而IL1β无此作用，这为理解AD中神经免疫交叉对话提供了新的视角。此外，研究证实IL-1信号通路参与调节P2RX7的功能，提示靶向IL-1可能间接调控P2RX7的活性。这些发现不仅深化了对P2RX7在神经退行性疾病中作用的理解，也为开发针对P2RX7-IL18通路的治疗策略（如使用P2RX7拮抗剂或IL-1Ra）提供了实验依据。由于P2RX7在多种神经退行性疾病（如帕金森病）中均异常激活，该研究结果具有广泛的科学价值和临床转化潜力。