《Journal of Molecular Biology》：Microglial ITAM & ITIM signaling in neurodegenerative disease and brain aging
中枢神经系统（CNS）内的先天免疫在塑造健康脑衰老和对神经退行性疾病的易感性中发挥关键作用。小胶质细胞作为CNS的组织驻留巨噬细胞，在介导对年龄相关病理的先天免疫反应中起关键作用。日益增多的文献详细描述了小胶质细胞在应对白质变性、错误折叠蛋白质和细胞死亡中的作用。这些功能依赖于细胞表面受体，这些受体使小胶质细胞能够采样和反应其环境变化。最近的研究强调了与免疫受体酪氨酸激活基序（ITAMs）和抑制基序（ITIMs）相关的受体在病理性脑衰老中的重要性。在本综述中，研究人员描述了ITAM/ITIM相关受体及其下游信号通路如何塑造小胶质细胞对神经退行性疾病和衰老的反应。对小胶质细胞激活和消退的更深入理解可能提供工具，以利用这些细胞维持和延长神经健康寿命的能力。
**Microglia, the CNS Tissue Resident Macrophages**
**Microglia in CNS homeostasis**
小胶质细胞是CNS实质的组织驻留巨噬细胞，通过表达TMEM119、HEXB和P2RY12与其他CNS巨噬细胞区分。它们起源于胚胎卵黄囊前体细胞，在血脑屏障闭合前定殖于脑内，并在整个生命周期中通过自我更新维持，循环单核细胞贡献有限。小胶质细胞以空间上不同的生态位遍布脑实质，并通过树突状过程的延伸和收缩采样环境，从而识别并应对病原体和CNS损伤以维持稳态。除免疫监视外，小胶质细胞还通过调节神经元活动、塑造组织架构、修剪突触以及维持髓鞘结构来支持CNS发育和功能。尽管小胶质细胞并非严格意义上的神经发育必需，但它们的缺失会导致加速的白质退化和对损伤的易感性增加。
**The microglial response to neurodegenerative disease and aging**
小胶质细胞迅速响应神经退行性疾病中积累的蛋白质病和损伤/危险相关分子模式（DAMPs），经历转录重编程、增强吞噬活性并采用不同的形态状态。这些反应可以是保护性或有害的，具体取决于疾病背景、阶段和所涉及的信号通路。在阿尔茨海默病（AD）中，小胶质细胞通过吞噬淀粉样蛋白-β（Aβ）并形成保护性屏障来限制Aβ病理，但慢性斑块-小胶质细胞相互作用可促进NLRP3炎症小体激活和I型干扰素信号，加剧突触损失和认知下降。在Tau病理模型中，小胶质细胞激活加速Tau播种和扩散，但在Aβ沉积继发性Tau病理的模型中，小胶质细胞可通过限制原发淀粉样损伤间接抑制下游Tau积累。在帕金森病（PD）中，小胶质细胞通过选择性自噬清除α-突触核蛋白（α-syn），但α-syn也可激活炎症小体导致多巴胺能神经元损失。在衰老过程中，小胶质细胞通过清除髓鞘碎片和产生营养因子支持白质健康。基因组和转录组研究强调了小胶质细胞在神经退行性疾病中的核心作用，AD的GWAS研究识别出富集于小胶质细胞表达基因的多个风险位点，尤其是编码ITAM或ITIM相关受体和信号分子的基因。单细胞测序揭示了保守的小胶质细胞反应程序，如疾病相关小胶质细胞（DAM）状态。
**ITAM domains control immune cell activation**
**ITAM-mediated immune signaling in microglia**
ITAM结构域是受体相关的细胞质基序，在免疫细胞反应中发挥关键作用，包括增殖、分化、吞噬、细胞因子产生、脂质代谢和细胞死亡。ITAM区域包含两个YXXL基序，某些C型凝集素样受体（CLRs）如CLEC7A使用由三个带负电氨基酸和一个YXXL构成的半ITAM。在髓系细胞中，ITAM通常存在于接头蛋白（如DAP12）的细胞质尾部，这些接头蛋白与受体（如TREM2、SIRPβ1和CR3）结合启动下游信号，但某些情况下ITAM嵌入受体本身的细胞质结构域（如CLEC7A）。ITAM受激活后，Src家族激酶磷酸化ITAM的酪氨酸残基，招募含两个Src同源2（SH2）结构域的激酶，如脾酪氨酸激酶（SYK），进而启动多种相互关联的细胞活动，包括核因子-κB（NF-κB）、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）、磷脂酶C-γ2（PLCγ2）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路的激活。
**Effectors of SYK-mediated signaling**
转录因子NF-κB的激活是ITAM介导信号在小胶质细胞中的共同特征，导致促炎分子如IL-1β、IL-6和TNF-α的表达增加。经典NF-κB通路涉及IκB激酶（IKK）复合物激活及IκB磷酸化和降解，使p65-p50 NF-κB异源二聚体核转位并上调靶基因。PI3K/AKT轴由ITAM激活调节，通过AKT磷酸化多种靶蛋白传导信号，影响mTOR和NF-κB等下游通路，并形成ITAM受体、Toll样受体和其他上游蛋白之间的信号网络。PI3K定位于激活的ITAM，将磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）磷酸化为磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸（PIP3），PIP3作为AKT的配体调节代谢、炎症和存活。PLCγ2信号下游于ITAM受体参与脂质处理、细胞存活和神经元碎片清除。PLCγ2被SYK激活后水解PI(4,5)P2为肌醇1,4,5-三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG），IP3增加细胞内Ca
2+浓度并激活蛋白激酶C（PKC），从而通过NF-κB和MAPK信号调节小胶质细胞吞噬、运动、存活和增殖。MAPK家族中的细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路也被ITAM激活，磷酸化的SYK激活Ras，进而磷酸化MEK，MEK激活ERK，增加促炎分子如巨噬细胞炎症蛋白-1α（MIP-1α）的表达，以及促进细胞存活和增殖。
**ITAM-associated receptors in neurodegeneration**
**TREM2**
骨髓细胞上表达的触发受体2（TREM2）是ITAM相关受体，介导吞噬和免疫激活。它与接头蛋白DAP12结合，DAP12的细胞质尾部含有ITAM基序。TREM2结合多种配体，包括凋亡细胞、磷脂、脂蛋白以及错误折叠的蛋白聚集体如Aβ和α-syn。TREM2功能丧失变异（如R47H）增加AD风险，而TREM2敲除或单倍体不足导致小胶质细胞对Aβ淀粉样变的激活和存活减少，并增加Aβ沉积。在Tau病理模型中，TREM2缺失具有保护作用，但杂合表达或R47H变异的单倍体不足加剧神经炎症和Tau负担。在α-syn转基因模型中，TREM2缺失加剧认知缺陷和α-syn积累，而TREM2过表达通过促进溶酶体活性和抑制病理性炎症可保护多巴胺能神经元。
**CLEC7A**
CLEC7A（Dectin-1）是髓系细胞表面的受体，其单体含半ITAM序列，二聚化后激活ITAM信号。CLEC7A通常结合真菌细胞壁的β-1,3-葡聚糖，也可结合凋亡细胞和Galectin-9。CLEC7A是DAM表型的核心组分，在稳态下不表达，但在神经退行性疾病中上调。在AD相关淀粉样变模型中，CLEC7A的条件性缺失加剧淀粉样负担、促炎细胞因子表达和神经元健康损害。使用真菌来源的CLEC7A配体pustulan处理5xFAD小鼠可减少Aβ负担，依赖于SYK和CARD9信号。
**SIRPβ1**
信号调节蛋白β-1（SIRPβ1）是ITAM相关受体，与DAP12结合介导免疫激活。它在AD小鼠模型和人AD脑组织中表达。SIRPβ1的重复/插入变异（SIRPβ1
dup/dup）增加AD发病风险，但在已诊断AD的个体中却与较慢的认知下降和海马退化抵抗力相关。
**CR3**
补体受体3（CR3/MAC-1）是异二聚体β2整合素，由CD11b和CD18亚基组成，介导经iC3b调理的靶标吞噬。CR3在神经元发育和突触维持中起重要作用，CR3缺失可挽救寡聚Aβ诱导的突触吞噬和APP/PS1小鼠的突触丢失。CR3对Aβ清除的影响存在矛盾证据，有的研究显示CR3促进Aβ摄取，有的则显示CR3缺失减少淀粉样负担。
**Molecular mediators of ITAM-associated signaling in neurodegeneration**
**DAP12**
DAP12是二聚体跨膜信号转导蛋白，与多种细胞表面受体结合。在髓系细胞中，DAP12下游于TREM2、CR3和SIRPβ1。配体结合后，Src家族激酶磷酸化DAP12 ITAM基序的酪氨酸，招募SYK启动下游激活信号。人类DAP12双等位缺失导致Nasu-Hakola病（NHD），一种以微胶质功能丧失为特征的神经退行性疾病。小鼠模型中，DAP12缺失在APP/PSEN1模型中减少斑块周围小胶质细胞覆盖和吞噬，但在Tau病理模型中表现出保护作用。DAP12缺失也部分挽救亨廷顿病模型的小胶质细胞激活和运动缺陷。值得注意的是，DAP12缺失在小鼠和人类中引起的基因表达变化幅度差异显著，提示人和小鼠生物学存在根本差异。
**Spleen Tyrosine Kinase (SYK)**
SYK是ITAM相关受体下游的酪氨酸激酶，激活PLCγ2、PI3K/AKT和MAPK通路。SYK在CNS实质细胞中在小胶质细胞中表达最高，介导小胶质细胞对危险和病原体相关分子模式（DAMP/PAMP）的激活。CNS巨噬细胞特异性SYK缺失在AD相关淀粉样变模型中加剧Aβ病理和认知缺陷，小胶质细胞招募至斑块及转录和形态变化受损。SYK缺陷小胶质细胞相比TREM2缺陷小胶质细胞能启动DAM转变的部分基因，表明TREM2对斑块反应可能更关键。
**PLCγ2**
PLCγ2被SYK或Src家族激酶磷酸化激活后水解PIP2为IP3和DAG，增加细胞内Ca
2+并激活PKC，调节免疫细胞活化和促炎细胞因子产生。PLCγ2的罕见变异改变AD、额颞叶痴呆（FTD）和路易体痴呆风险。功能获得变异PLCγ2
P522R减少AD风险，在5xFAD小鼠中降低Aβ负担、增加斑块包裹、改善认知；而功能丧失变异PLCγ2
M28L增加AD风险，增加斑块负担并减少小胶质细胞向DAM表型极化。PLCγ2可能部分介导TREM2和SYK在AD淀粉样变模型中的有益效应。
**CARD9**
半胱天冬酶募集结构域蛋白9（CARD9）与BCL10和MALT1形成信号复合物，下游于SYK激活，通过PKC磷酸化激活NF-κB和MAPK通路。在5xFAD小鼠中，CARD9缺失加剧Aβ相关淀粉样变和认知缺陷，并导致小胶质细胞数量显著增加。但全局缺失可能影响外周免疫，需条件性敲除模型进一步确认细胞特异性作用。
**ITIM domains restrain immune cell activation**
ITIM结构域包含S/I/V/LXYXXI/V/L基序，在配体结合后招募含SH2结构域的磷酸酶，如SHIP-1和SHP-1，抑制ITAM介导的信号通路。ITIM信号通过阻止IκB降解限制NF-κB核定位，通过SHIP-1水解PIP3抑制PI3K/AKT通路，并通过减少PIP3间接调节PLCγ活性，同时抑制MAPK信号通路。
**ITIM-associated receptors in neurodegeneration**
**CD33**
CD33是唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（SIGLEC）家族成员，含ITIM基序。其变异与AD风险相关。CD33与唾液酸化Aβ结合后，通过Src激酶Lck磷酸化其ITIM，招募SHP-1抑制免疫。CD33敲除在5xFAD模型中减少淀粉样负担，且依赖于TREM2通路。人类CD33的rs12459419C和rs3865444C等位基因增加CD33长亚型（CD33M）表达，与更高的Aβ负荷和更差的认知结局相关；而保护性等位基因rs12459419T和rs3865444A导致外显子2跳跃，产生短亚型（CD33m），缺失唾液酸结合域，增强吞噬。
**CD22**
CD22是另一含ITIM的SIGLEC，在衰老小胶质细胞中上调，通过招募SHP-1或SHIP-1抑制吞噬Aβ、α-syn和髓鞘碎片。抗体介导的CD22阻断增强小胶质细胞监视和吞噬，恢复认知功能。在MS的EAE模型中，CD22阻断加重症状，提示其保护作用。在ALS小鼠模型和患者中CD22表达增加，但具体作用尚待研究。
**SIRPα**
信号调节蛋白α（SIRPα）含两个ITIM序列，结合CD47（一种自身相关分子模式SAMP）以抑制过度吞噬。在AD脑样本中CD47和SIRPα下调，可能加剧神经元丢失和突触吞噬。小胶质细胞特异性SIRPα敲除在AD模型中加速认知下降和突触丢失，但不影响淀粉样病理。在脱髓鞘模型中SIRPα敲除减少小胶质细胞增生和脱髓鞘。
**FcγRIIB**
FcγRIIB是含ITIM的抑制性Fcγ受体，在AD和PD中发挥作用。它结合Aβ和α-syn，抑制吞噬。FcγRIIB rs1050501C纯合子增加AD风险。神经元和微胶质细胞中FcγRIIB的具体作用需进一步研究。
**LILRB**
白细胞免疫球蛋白样受体B（LILRB）亚家族包括五个抑制性受体，通过ITIM和SHP-1/2信号传导。LILRB4在AD模型斑块附近小胶质细胞中高表达，阻断其与APOE结合可限制神经病理。LILRB2与TREM2共享配体如寡聚Aβ，共连接抑制TREM2活性。LILRB4位点rs731170和rs3745871分别与PD风险减少和增加相关。
**PILRA**
配对免疫球蛋白样2型受体α（PILRA）是含ITIM的抑制性受体，调节髓系细胞活化，并作为HSV-1进入受体。PILRA的G78R变异通过对唾液酸结合区域的构象改变赋予AD保护。PILRA敲除在hiMG和嵌合AD小鼠模型中增强脂质稳态并改善AD相关病理。
**Conclusion & Future Perspectives**
小胶质细胞依赖ITAM和ITIM介导的信号之间精细调控的平衡来应对衰老和神经退行性病理。ITAM相关受体（如TREM2、CLEC7A、SIRPβ1和CR3）及其下游效应分子（如SYK、PLCγ2和CARD9）在小胶质细胞激活、吞噬、代谢适应和疾病相关转录状态中发挥核心作用，但通路紊乱可能损害神经保护或促进病理性炎症。ITIM受体（如CD33、CD22、SIRPα、FcγRIIB和LILRB家族）限制过度激活，可维持组织完整性或阻碍小胶质细胞与病理底物的相互作用。未来优先方向包括解析激活和抑制信号在疾病各阶段的整合方式，以及利用人源化模型系统（如hiPSC小胶质细胞和异种移植模型）更准确地模拟人类小胶质细胞生物学，从而将基础信号机制转化为治疗干预。
