单核RNA测序显示，帕金森病死后组织中小胶质细胞和星形胶质细胞的功能发生了改变

《BMC Genomic Data》：Single nuclear RNA sequencing shows altered microglial and astrocytic functions in post-mortem Parkinson’s disease tissue

　　

摘要

背景

帕金森病（PD）是一种神经退行性疾病，其特征是黑质致密部中的多巴胺能神经元逐渐丧失，同时会出现错误折叠的蛋白质聚集体。越来越多的研究指出，胶质细胞功能异常与帕金森病的发病机制有关，例如在死亡后的组织中，激活的胶质细胞会聚集在蛋白质聚集体周围。随着疾病的发展，小胶质细胞和星形胶质细胞的促炎和抗炎免疫反应功能失衡，被认为会加速神经元退化。不过，其分子机制仍不清楚。为阐明小胶质细胞和星形胶质细胞在帕金森病中的作用，本研究分析了来自患者和对照组死亡大脑的黑质致密部的三个公开单核RNA测序数据集，以识别帕金森病中发生改变的分子通路。

结果

星形胶质细胞和小胶质细胞都显示出热休克反应通路和错误折叠蛋白反应通路的显著上调，这可能是对不断积累的蛋白质聚集体的反应。此外，这两种细胞类型中与受体功能相关的基因表达均有所下降；对于小胶质细胞而言，包括IL21R、IL4R和IFI44L等细胞因子受体基因。在帕金森病的小胶质细胞中，与静息状态小胶质细胞以及非炎症反应状态小胶质细胞相关的基因也出现下调，如P2RY13、RSAD2、CSF2RA、CSF3R和CX3CR1。与此同时，星形胶质细胞和小胶质细胞中与谷氨酸及其他离子通道受体相关的基因表达也有所下降，这表明在疾病后期，神经元与胶质细胞之间的通信以及其他支持功能可能已经丧失，取而代之的是自噬和蛋白质清除机制。

结论

综合来看，我们的研究结果表明，星形胶质细胞和小胶质细胞通过上调分子伴侣蛋白的折叠功能来应对帕金森病中的蛋白质错误折叠现象。此外，上调功能的特征表明这两种细胞类型的能量需求增加。由于这两种细胞类型中神经递质受体和通道受体功能均出现下调，说明神经元与胶质细胞之间的通信以及其他支持功能可能已经丧失，帕金森病中的小胶质细胞和星形胶质细胞则更倾向于依赖自噬和蛋白质清除机制。