王 霞 黃 浪 項(xiàng)宗勤 牟 斌 曹海紅 劉振華 唐北沙，3 劉 勇

1 華南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)免疫與健康實(shí)驗(yàn)室，廣州市第一人民醫(yī)院（廣東廣州 510180）

2 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科（湖南長沙 410008）

3 南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院腦疾病多組學(xué)研究中心、神經(jīng)內(nèi)科（湖南衡陽 421000）

圖片摘要：小膠質(zhì)細(xì)胞在帕金森病中的異質(zhì)性包括但不僅限于對抗疾?。ˋgainst disease）和促進(jìn)疾病（Disease accelerative）的作用。

帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）是第二大神經(jīng)退行性疾病，在50歲以下的人群中不常見，隨著年齡的增長發(fā)病率逐漸增加，在85歲至89歲之間達(dá)到發(fā)病高峰［1］。PD在男性中更常見，男女的發(fā)病比例為1.4∶1.0［1］，在65歲及以上人群中，每年每10萬人中就有160人新患PD［2］。PD的病理特征是黑質(zhì)致密部（substantia nigra compacta，SNc）的多巴胺（dopamine，DA）能神經(jīng)元的變性死亡以及路易小體（Lewy body）的聚集，路易小體是由α-突觸核蛋白錯誤折疊組成的神經(jīng)元包涵體［3］。隨著疾病的進(jìn)展，路易小體的聚集不僅影響大腦邊緣和新皮質(zhì)區(qū)域，還影響其他區(qū)域的非多巴胺能神經(jīng)元［4］。此外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)外的神經(jīng)元如腸系膜系統(tǒng)中的神經(jīng)元也隨著PD進(jìn)展而惡化［5］。

PD的主要運(yùn)動癥狀為靜息性震顫、運(yùn)動遲緩、肌肉僵硬和姿勢不穩(wěn)定等；而非運(yùn)動癥狀包括認(rèn)知能力下降（癡呆）、嗅覺功能障礙、精神異常（抑郁、冷漠、焦慮）、便秘、睡眠障礙及疲憊等，PD的非運(yùn)動癥狀通常表現(xiàn)在運(yùn)動癥狀出現(xiàn)之前［3，6］。由于PD患者癥狀表現(xiàn)的復(fù)雜性，有約10%的患者早期被診斷為其他疾?。?］。DA轉(zhuǎn)運(yùn)-單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（DATSPECT）、結(jié)構(gòu)磁共振成像（MRI）、磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（MR-DWI）和基因檢測常被用于PD的臨床診斷［5］。由于大約有90%的PD患者存在嗅覺減退或嗅覺缺失，臨床檢查中常用到賓夕法尼亞大學(xué)嗅覺識別測試（University of Pennsylvania Smell Identification Test，UPSIT）或嗅探棒測試進(jìn)行嗅覺功能測試［8］。

PD的主要起因是多巴胺能神經(jīng)元的進(jìn)行性病變，導(dǎo)致釋放到紋狀體的DA水平逐漸降低。目前對于PD的常見治療方法主要采用左旋多巴來替代DA［3］或使用DA受體激動劑［5］，而這些對癥治療的方法均無法減緩疾病的進(jìn)程。隨著神經(jīng)退行性病變的進(jìn)展和臨床癥狀逐漸加重，治療效果會逐漸減弱［9］。PD的運(yùn)動癥狀通常出現(xiàn)在疾病的晚期，即當(dāng)50%的多巴胺能神經(jīng)元丟失后，患者才會出現(xiàn)運(yùn)動障礙［10］。因此，尋找早期生物標(biāo)志物以及在疾病的前驅(qū)期靶向分子損傷和炎癥表型進(jìn)行干預(yù)非常重要?，F(xiàn)在已知潛在的生物標(biāo)志物是由小膠質(zhì)細(xì)胞釋放到胞外的細(xì)胞因子［11］，而在PD患者的大腦中顯示存在受損和過度激活的小膠質(zhì)細(xì)胞，PD進(jìn)展可能是由死亡神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)之間的惡性循環(huán)驅(qū)動的，通過氧化應(yīng)激、自噬和自噬功能障礙、突觸核蛋白積累和促炎因子釋放［11］。因此，認(rèn)識小膠質(zhì)細(xì)胞在PD中的多面性，研究清楚小膠質(zhì)細(xì)胞異質(zhì)性的具體細(xì)節(jié)，對今后PD的研究和治療具有重要的意義。

1 PD 的病因

PD發(fā)病的原因十分復(fù)雜，既包括環(huán)境因素，也有遺傳因素。環(huán)境因素如經(jīng)常接觸殺蟲劑、缺乏運(yùn)動、頭部受傷和壓力等情況［12］。1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）中毒的人與PD具有相同的癥狀［13］。農(nóng)村環(huán)境中接觸較多的除草劑和農(nóng)藥暴露也與PD的發(fā)病風(fēng)險有關(guān)［14］。遺傳因素中包括常染色體顯性的PD基因突變?nèi)缇幋aα-突觸核蛋白（SNCA）和富含亮氨酸重復(fù)激酶2（LRRK2）的突變均能引起線粒體的功能障礙［15］。SNCA突變的患者大腦中呈現(xiàn)路易小體的聚集和多巴胺能神經(jīng)元的變性壞死［16］。LRRK2突變常見的變異有G2019S、R1441C、R1441G和R1441H，這些突變通過影響囊泡運(yùn)輸、細(xì)胞骨架功能、蛋白質(zhì)合成和溶酶體系統(tǒng)等生理功能，從而導(dǎo)致DA神經(jīng)元的死亡［17］。而常染色體隱性的PD基因突變?nèi)鏟arkin、PTEN誘導(dǎo)激酶1（PINK1）和DJ-1編碼的蛋白質(zhì)參與了線粒體通路。DJ-1、PINK1和Parkin基因突變會損害線粒體的呼吸鏈，線粒體膜電位減少，氧自由基增加，從而使黑質(zhì)DA神經(jīng)元發(fā)生損傷壞死，最終出現(xiàn)臨床癥狀［18-19］。線粒體自噬對于維持線粒體的整體質(zhì)量和穩(wěn)態(tài)具有重要的作用，可選擇性的清除多余或損傷的線粒體［20］。PINK1、Parkin和LRRK2等基因的突變可導(dǎo)致線粒體的自噬異常，穩(wěn)態(tài)受到破壞，進(jìn)而促使多巴胺能神經(jīng)元變性，最終導(dǎo)致PD的發(fā)生［21-23］。

2 PD 的分子機(jī)制

PD的發(fā)病機(jī)制包括α-突觸核蛋白聚集（alpha synuclein，α-syn）、氧化應(yīng)激、鐵死亡、線粒體功能障礙、神經(jīng)炎癥和腸道失調(diào)等［5］。α-syn定位于細(xì)胞質(zhì)、線粒體和細(xì)胞核，在突觸囊泡動力學(xué)、細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和線粒體功能中發(fā)揮作用［24］。α-syn在可溶性單體形成低聚物時具有神經(jīng)毒性，這些低聚物結(jié)合成微小的原纖維，最終形成較大的、不可溶的原纖維［25］。在生理?xiàng)l件下，自由基或活性氧（reactive oxygen species，ROS）在宿主防御、基因轉(zhuǎn)錄、突觸可塑性調(diào)節(jié)和細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮重要作用［26］。然而，當(dāng)ROS超過細(xì)胞抗氧化活性時，就會發(fā)生氧化應(yīng)激。細(xì)胞毒性物質(zhì)在神經(jīng)元中累積，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)崩潰、酶衰竭、脂質(zhì)分解和細(xì)胞死亡［27］。另外，異常的鐵代謝和嚴(yán)重的脂質(zhì)過氧化可觸發(fā)鐵死亡，可導(dǎo)致氧化應(yīng)激和細(xì)胞死亡［28］，研究顯示鐵死亡也參與了PD的DA神經(jīng)元死亡［29］。線粒體功能障礙在PD的發(fā)病機(jī)制中也起著重要的作用，大部分DA神經(jīng)元壞死由鈣離子的調(diào)節(jié)啟動，線粒體內(nèi)鈣離子的持續(xù)性超載可使機(jī)體更易患PD［30］。線粒體復(fù)合物I作為線粒體電子傳遞鏈中最大的復(fù)合物，位于線粒體呼吸鏈的起始端，提供了40% 的質(zhì)子泵，是ATP合成的主要場所［31］。研究顯示PD患者的線粒體復(fù)合物I在SNc中大量減少［32］，線粒體復(fù)合物I的功能異常導(dǎo)致SNc中DA神經(jīng)元退變。此外，大量研究顯示在PD患者死后的大腦中存在神經(jīng)炎癥相關(guān)損傷［33-34］。在PD患者中，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞密集分布于中腦和殼核，與DA轉(zhuǎn)運(yùn)體配體活性降低相關(guān)［35］。最后，腸道菌群在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用已經(jīng)獲得了越來越大的關(guān)注，腸-腦微生物群信號包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)和下丘腦-垂體-腎上腺軸［5］。動物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)α-syn病理可沿腸-腦軸擴(kuò)散，向腸壁注射α-syn可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病理改變［36］。上述PD的發(fā)病機(jī)制之間并非獨(dú)立存在，可相互影響，這導(dǎo)致了PD疾病的進(jìn)展具有多因素和復(fù)雜性。

3 PD 的治療策略

目前對PD的治療主要為對癥治療，左旋多巴（L-DOPA）是多巴胺的前體，幾乎所有PD患者在疾病進(jìn)展過程中都使用左旋多巴進(jìn)行多巴胺替代治療。盡管左旋多巴是PD治療的“金標(biāo)準(zhǔn)”，并且能夠顯著緩解PD的癥狀，但隨著疾病的進(jìn)展，晚期PD患者會產(chǎn)生左旋多巴誘導(dǎo)的運(yùn)動障礙（LID）［37］。多巴胺受體激動劑也作為PD治療的選擇，紋狀體棘神經(jīng)元具有兩種DA受體，靶向D2受體家族的激動劑如麥角生物堿溴隱堿能激活5-羥色胺（5-HT），但它與心臟瓣膜纖維化和胸膜肺纖維化有關(guān)，這引起了重要的安全問題［5，38］，相比之下，非麥角堿類藥物則不存在這個問題［38］。多巴胺受體激動劑的半衰期雖然比左旋多巴長，但它們的總體效果卻不如左旋多巴，而且更容易引起嗜睡和沖動控制障礙［39］。由于左旋多巴在外周代謝過程中，兒茶酚-甲基轉(zhuǎn)移酶（catechol-O-methyltransferase，COMT）可將藥物甲基化，抑制COMT可改善左旋多巴的生物利用度和半衰期，因此COMT抑制劑聯(lián)合左旋多巴常用于PD患者的一線治療方案［40］。單胺氧化酶B（monoamine oxidase type B，MAO-B）抑制劑也可有效改善PD患者的運(yùn)動和非運(yùn)動癥狀［41］。上述針對DA能治療雖然對緩解PD的癥狀有顯著的效果，但卻仍然不能阻止疾病的進(jìn)程，且無法避免藥物帶來的毒副作用，因此，尋求非DA能靶點(diǎn)是格外重要的。本文將重點(diǎn)關(guān)注大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞在PD中可能扮演的角色，探討小膠質(zhì)細(xì)胞對干預(yù)PD進(jìn)展的可能性。

4 小膠質(zhì)細(xì)胞概述

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的常駐免疫細(xì)胞，約占大腦所有細(xì)胞的12%，有一定的異質(zhì)性［42-43］，發(fā)揮對大腦的先天免疫監(jiān)視及維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)的作用［44］。體內(nèi)譜系追蹤研究證實(shí)，成年小膠質(zhì)細(xì)胞起源于胚胎第8天之前出現(xiàn)的由卵黃囊產(chǎn)生的原始髓系祖細(xì)胞［45］。小膠質(zhì)細(xì)胞既能在生理上發(fā)揮穩(wěn)態(tài)維持作用，也能在疾病中發(fā)揮促進(jìn)疾病發(fā)展的作用。小膠質(zhì)細(xì)胞分泌營養(yǎng)因子促進(jìn)神經(jīng)前體細(xì)胞增殖、成神經(jīng)細(xì)胞遷移和神經(jīng)元分化，參與成年海馬神經(jīng)元發(fā)生的生理過程［46］；小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brainderived neurotrophic factor，BDNF），調(diào)節(jié)突觸可塑性和樹突棘密度［47］；小膠質(zhì)細(xì)胞通過促進(jìn)程序性細(xì)胞死亡和在不引起炎癥的情況下清除凋亡的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞參與大腦發(fā)育過程［48］。小膠質(zhì)細(xì)胞通過其細(xì)胞突起不斷巡視腦實(shí)質(zhì)，對急性和慢性損傷、神經(jīng)退行性病變或生理衰老產(chǎn)生的病理信號迅速做出反應(yīng)［49］，但在某些病理?xiàng)l件下或衰老進(jìn)程中，其維持穩(wěn)態(tài)和吞噬的功能會受到抑制［50-51］。

近幾十年來，關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞的研究取得了較大的進(jìn)展，但一直受到如“靜息vs激活”和“M1 vs M2”等二分法的限制。例如過去研究者們將小膠質(zhì)細(xì)胞對損傷的反應(yīng)通常稱為“激活”，包括遷移或擴(kuò)展到受損部位、細(xì)胞增殖、吞噬和產(chǎn)生可溶性分子［52］。這種對小膠質(zhì)細(xì)胞好與壞的二元分類方法與近年來闡明的小膠質(zhì)細(xì)胞在發(fā)育、可塑性、衰老和疾病中的廣泛狀態(tài)和功能出現(xiàn)了不一致［53］。小膠質(zhì)細(xì)胞現(xiàn)在被認(rèn)為是健康成熟大腦中最具活力的細(xì)胞，這一開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)促使人們將“靜息”的小膠質(zhì)細(xì)胞重新描述為surveying［54-55］，并提出了小膠質(zhì)細(xì)胞從不靜止的概念。事實(shí)上小膠質(zhì)細(xì)胞總是活躍的，即使在健康狀況下，小膠質(zhì)細(xì)胞也保持著動態(tài)活動，持續(xù)監(jiān)測周圍環(huán)境，根據(jù)不同的環(huán)境變化，其不斷地對中樞神經(jīng)系統(tǒng)做出反應(yīng)。近期研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞突起的動態(tài)活動在神經(jīng)活動降低的時候明顯增加，以及其應(yīng)對急性損傷反應(yīng)能力增強(qiáng)，這種神經(jīng)活動的降低包括了麻醉和睡眠狀態(tài)，這提示小膠質(zhì)細(xì)胞的動態(tài)活動及功能會根據(jù)機(jī)體狀態(tài)的改變而做出調(diào)整［56-58］。

值得注意的是，已有研究在大腦中觀察到小膠質(zhì)細(xì)胞的空間異質(zhì)性，不僅在密度和功能標(biāo)記方面，而且在轉(zhuǎn)錄組譜方面［59-60］。此外，小膠質(zhì)細(xì)胞的表型變化，包括形態(tài)、蛋白質(zhì)組學(xué)特征和行為的改變均顯示與疾病的進(jìn)展相關(guān)［61-62］。小膠質(zhì)細(xì)胞表型的空間異質(zhì)性和對年齡相關(guān)變化的區(qū)域恢復(fù)力表明，神經(jīng)退行性疾病的空間模式可能與局部小膠質(zhì)細(xì)胞的表型有關(guān)［63］。衰老大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞分支減少，減少了它們的監(jiān)視區(qū)域，這可能導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)功能受損［64-67］。而患病大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)也隨疾病的空間位置和階段而變化。小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)的多樣性可歸因于病理環(huán)境的強(qiáng)度和持續(xù)時間［68］，但也可能與小膠質(zhì)細(xì)胞對不同刺激的不同反應(yīng)有關(guān)［69］。因此，在應(yīng)對創(chuàng)傷、損傷、感染、疾病和其他挑戰(zhàn)時，小膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)不能簡單用“靜息和激活”來描述。

全基因組關(guān)聯(lián)研究提示，許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病包括阿爾茨海默?。ˋD）、PD、精神分裂癥、自閉癥和多發(fā)性硬化癥（MS）等的很多風(fēng)險基因均是由小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的，提示靶向小膠質(zhì)細(xì)胞有望為眾多神經(jīng)精神相關(guān)疾病的治療提供新的思路［70-72］。盡管在過去的幾十年里，人們做出了巨大的努力來描述這些神經(jīng)退行性疾病的特征，但關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)退行性疾病中的功能仍有待闡明。希望未來技術(shù)和工具的快速發(fā)展將帶領(lǐng)我們?nèi)ヌ剿鞲辔粗念I(lǐng)域?；铙w腦細(xì)胞成像、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的進(jìn)展，以及更尖端的載體操縱小膠質(zhì)細(xì)胞功能狀態(tài)的工具的出現(xiàn)，將促進(jìn)該領(lǐng)域的快速發(fā)展［73］。

5 小膠質(zhì)細(xì)胞在帕金森病樣模型的研究

由于帕金森病的特征是SNc的DA神經(jīng)元退行性病變，因此針對帕金森病的研究大部分集中在神經(jīng)元的選擇性丟失，以確定神經(jīng)保護(hù)的靶點(diǎn)。然而關(guān)于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在PD發(fā)病機(jī)制中的作用的研究較少，有研究顯示包括小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞在內(nèi)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可能通過失去正常的內(nèi)穩(wěn)態(tài)功能或者單獨(dú)獲得神經(jīng)毒性功能而促進(jìn)PD的發(fā)?。?4-75］。很多PD相關(guān)研究顯示了小膠質(zhì)細(xì)胞的增生，同時強(qiáng)調(diào)了神經(jīng)炎癥在PD中可能的重要作用［76］。PD相關(guān)的動物模型研究通過病理實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用，并認(rèn)為一些小膠質(zhì)細(xì)胞在PD病程的晚期仍然具有其吞噬功能，然而這種吞噬標(biāo)記未必與其吞噬能力相關(guān)［77］。已有證據(jù)顯示，小膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)變化只能說明其細(xì)胞受損，進(jìn)而不能執(zhí)行其固有的功能［78］。由于對多余的有害物質(zhì)的清除對保持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能是至關(guān)重要的，小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬和降解失調(diào)可能在PD的發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用，下文將介紹在幾種不同PD模型中小膠質(zhì)細(xì)胞的研究情況。

5.1 神經(jīng)毒素模型

1982年，一群吸毒成癮者在注射合成海洛因后，出現(xiàn)了PD患者常見的癥狀，這為PD的潛在機(jī)制提供了線索，而該藥物成分為1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP）。MPTP在大腦中代謝生成的1-甲基-4-苯基吡啶陽離子（MPP+）通過抑制線粒體呼吸鏈機(jī)制復(fù)合體1，可作為神經(jīng)元細(xì)胞死亡的高效啟動劑，從而損害黑質(zhì)致密部的多巴胺能神經(jīng)元，導(dǎo)致典型的PD癥狀［13，79］。MPTP模型已被廣泛應(yīng)用于研究PD，在MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，SNc中的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增加和形態(tài)改變先于多巴胺能神經(jīng)元的減少［80］。當(dāng)觀察到嗅覺功能障礙等非運(yùn)動癥狀時，可以檢測到SNc中早期的小膠質(zhì)細(xì)胞激活［81］。在予以MPTP誘導(dǎo)建模后，用米諾環(huán)素可顯著降低小膠質(zhì)細(xì)胞的激活率、胞外IL-1β的水平及多巴胺能神經(jīng)元的死亡率。米諾環(huán)素治療還降低了MPTP誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活關(guān)鍵酶iNOS和NADPH-氧化酶活性（兩種酶都可介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)毒性）以及促炎因子TNF-α的水平［82-83］。在嚙齒動物MPTP急性誘導(dǎo)的PD模型中，給予急性劑量MPTP后小鼠的SNc中出現(xiàn)早期和短暫的反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞，且出現(xiàn)在神經(jīng)元發(fā)生損失之前，在MPTP毒素暴露后的幾周內(nèi)逐漸消失［84］。靈長類動物MPTP研究發(fā)現(xiàn)，在MPTP注射1年后，其SNc的反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞仍然存在［85］。

在多巴胺能神經(jīng)元-小膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)的研究中，在給予魚藤酮治療時顯示，與IFN-γ受體缺陷小膠質(zhì)細(xì)胞相比，野生型的小膠質(zhì)細(xì)胞多巴胺能神經(jīng)元丟失更多。在另一項(xiàng)大鼠的研究中，魚藤酮與LPS一起通過小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的NADPH氧化酶激活和ROS釋放，引發(fā)神經(jīng)退行性病變［86］。另外，在6-羥多巴胺（6-OHDA）模型中，在SNc或紋狀體注射6-OHDA顯示能強(qiáng)烈誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，且根據(jù)6-OHDA注射的部位的不同，小膠質(zhì)細(xì)胞的激活被描述為DA神經(jīng)元退化的早期、中期和晚期［87］。經(jīng)紋狀體注射6-OHDA后，組織學(xué)上可檢測到反應(yīng)性的小膠質(zhì)細(xì)胞［87］。上述在基于神經(jīng)毒素模型的研究顯示，DA神經(jīng)元損失過程中存在小膠質(zhì)細(xì)胞的早期和持久激活，而小膠質(zhì)細(xì)胞在其中的具體作用機(jī)制和功能都需要進(jìn)一步的研究。

5.2 α-突觸核蛋白模型

α-syn是一種在中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸前及核周表達(dá)的可溶性蛋白質(zhì)，在PD的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，α-syn基因的增殖或突變與家族性PD密切相關(guān)［88］。在PD的發(fā)病進(jìn)程中，α-syn從可溶性的纖維復(fù)合物逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢扇苄缘睦w維復(fù)合物，可能是通過中間可溶性的寡聚物形式導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙［89］。大量研究以α-syn為基礎(chǔ)開發(fā)的模型試圖復(fù)制在PD患者中觀察到的α-syn病變。這些模型包括野生型人α-syn或A53T突變?nèi)甩?syn的過表達(dá)，以及在DA神經(jīng)元中過表達(dá)截?cái)嗟娜甩?syn［90-93］。負(fù)責(zé)編碼α-syn的SNCA基因的重復(fù)、三倍復(fù)制和點(diǎn)突變（A30P、A53T、E46K、H50Q和G51D）導(dǎo)致常染色體顯性形式的PD［11］。SNCA的小鼠模型中包括α-syn、人α-syn過表達(dá)和插入人α-syn點(diǎn)突變。已知給與α-syn和α-syn 過表達(dá)處理均可產(chǎn)生小膠質(zhì)細(xì)胞ROS、TNF-α、IL-1β、COX2、iNOS的表達(dá)升高［94］。LPS在過表達(dá)人源A53T突變α-syn的轉(zhuǎn)基因小鼠中誘導(dǎo)了持續(xù)的小膠質(zhì)細(xì)胞增生、炎癥分子的產(chǎn)生和黑質(zhì)紋狀體神經(jīng)元的進(jìn)行性變性，但在野生型α-syn小鼠中沒有，這表明小膠質(zhì)細(xì)胞在介導(dǎo)PD的慢性變性中累加了神經(jīng)炎癥和α-syn誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷［95］。此外，對α-syn過表達(dá)的小鼠和靈長類動物的研究證明，無論是否出現(xiàn)DA神經(jīng)元的變性，都顯示出激活的小膠質(zhì)細(xì)胞的表型［96-97］。雖然這些模型不能復(fù)制PD的主要特征，如進(jìn)行性和嚴(yán)重的DA神經(jīng)元損失和運(yùn)動障礙，但極大地增強(qiáng)了對α-syn誘導(dǎo)的毒性的理解。

5.3 LRRK2模型

富亮氨酸重復(fù)激酶2（leucine rich repeat kinase 2，LRRK2）基因突變是PD最常見的病因，與高達(dá)3%的特發(fā)性PD病例和5%～15%的家族性PD病例相關(guān)［98］。G2019S LRRK2突變是顯性遺傳性PD最常見的突變，與激酶活性增加有關(guān)，具有G2019S LRRK2突變的PD患者的臨床和病理表型幾乎與特發(fā)性疾病難以區(qū)分［99］。攜帶LRRK2基因突變的細(xì)胞或小鼠為晚發(fā)性帕金森病中神經(jīng)炎癥和DA神經(jīng)元變性之間的因果關(guān)系提供了直接證據(jù)，在病理?xiàng)l件下，LRRK2在活化的小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，而LRRK2的消除或抑制阻止了炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致LPS后炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生減弱，NF-κB轉(zhuǎn)錄活性降低，小膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)激活、趨化和吞噬活性降低［100］。一項(xiàng)基于LRRK2突變的轉(zhuǎn)基因小鼠模型的研究表明，抑制LRRK2可以通過阻止激活的小膠質(zhì)細(xì)胞的招募和潛在的骨髓細(xì)胞浸潤來防止DA神經(jīng)元的丟失，而過表達(dá)LRRK2會導(dǎo)致神經(jīng)元的損傷和加重神經(jīng)炎癥［77］。這些研究均暗示了LRRK2與小膠質(zhì)細(xì)胞在PD 的進(jìn)展中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，但是二者間的具體作用機(jī)制仍有待研究。

6 小膠質(zhì)細(xì)胞在帕金森病中的保護(hù)作用

小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥在PD的發(fā)病機(jī)制中可能是一把雙刃劍，在疾病的早期發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，而在疾病后期則對PD的進(jìn)展起著促進(jìn)作用。在PD的早期階段，小膠質(zhì)細(xì)胞釋放抗炎細(xì)胞因子如IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor-β，TGF-β）、成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）、生長因子如胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）、集落刺激因子1（colony-stimulating factor-1，CSF-1）、神經(jīng)營養(yǎng)生長因子等，促進(jìn)細(xì)胞碎片和錯誤折疊蛋白的吞噬和增強(qiáng)組織恢復(fù)和修復(fù)相關(guān)基因的表達(dá)［101-102］。小膠質(zhì)細(xì)胞在PD中可通過分泌BDNF發(fā)揮其對DA神經(jīng)元的保護(hù)功能，同時也可通過分泌有毒性的炎癥因子導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡，小膠質(zhì)細(xì)胞在PD進(jìn)展中根據(jù)不同的時空以何種方式發(fā)揮其作用越來越受到研究者們的關(guān)注［77］。大腦不同區(qū)域的小膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)炎癥刺激的反應(yīng)不同，CD200是一種主要來源于神經(jīng)元的抗炎蛋白，可作為抑制中腦小膠質(zhì)細(xì)胞激活的局部線索。研究人員利用CD200缺陷小鼠系來分析CD200在調(diào)節(jié)中腦正常神經(jīng)元-小膠質(zhì)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和在α-syn過表達(dá)模型中多巴胺能變性中的表型作用。在SNc注射rAAV-hSYN誘導(dǎo)的PD小鼠模型中，CD200-/-小鼠在SNc中比野生型小鼠表現(xiàn)出更多的多巴胺神經(jīng)元損失。CD200融合蛋白激活CD200受體可減輕PD小鼠SNc的神經(jīng)炎癥和神經(jīng)元死亡。這些發(fā)現(xiàn)表明，CD200對中腦穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，并在控制與PD發(fā)病機(jī)制相關(guān)的小膠質(zhì)細(xì)胞特性方面起著關(guān)鍵的局部調(diào)節(jié)作用［103］。

Smad3信號通路已被證明是小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育和穩(wěn)態(tài)所必需的，并在調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞活性中發(fā)揮關(guān)鍵作用［104］。越來越多的研究表明Smad3通路通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活和促炎/免疫反應(yīng)參與TGF-β1在腦內(nèi)的抗炎特性［105］。有研究利用SIS3（Smad3的特異性抑制劑，鼻內(nèi)注射，每側(cè)4 μg）和/或LPS（腹腔注射，1 mg/kg）對大鼠進(jìn)行治療，結(jié)果顯示與對照大鼠相比，SIS3和LPS誘導(dǎo)大鼠有明顯的行為缺陷和黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)退行性病變。SIS3和LPS均可誘導(dǎo)大鼠SNc中小膠質(zhì)細(xì)胞的明顯激活和促炎因子（IL-1β，IL-6，iNOS和ROS）水平的升高［106］。通過對Smad3信號通路的調(diào)控可能對小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮對PD的保護(hù)作用具有一定的意義。雖然調(diào)節(jié)PD中關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞極化的分子機(jī)制目前正在研究中，但在很大程度上仍然未知。

7 小膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)帕金森病的發(fā)展

在PD的早期階段，小膠質(zhì)細(xì)胞的促炎表型和抗炎表型共存，而在疾病進(jìn)展的晚期，這種平衡慢慢偏向于促炎小膠質(zhì)細(xì)胞的表型［77］。關(guān)于人的研究報告了在PD病人腦積液和血清中促炎因子和抑炎因子同時升高，這表明了在大腦中促炎型和抑炎型小膠質(zhì)細(xì)胞可能共存，而小膠質(zhì)細(xì)胞復(fù)雜的表型變化可能會促進(jìn)PD病程的進(jìn)展［107］。促炎小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子和趨化因子，如TNF-α、白細(xì)胞介素IL-6、IL-1β、IL-12和趨化因子配體CCL2等，進(jìn)一步促進(jìn)PD的進(jìn)展［102］。小膠質(zhì)細(xì)胞來源的促炎因子已被證實(shí)可誘導(dǎo)DA神經(jīng)元丟失，進(jìn)而誘導(dǎo)炎性細(xì)胞向病變部位聚集，加重PD多巴胺能神經(jīng)退行性病變［108］。這些小膠質(zhì)細(xì)胞位于少數(shù)剩余的黑質(zhì)DA神經(jīng)元附近，表現(xiàn)出活化和吞噬細(xì)胞的特征形態(tài)，并且顯示出人類白細(xì)胞抗原免疫反應(yīng)性增加，一些小膠質(zhì)細(xì)胞含有明顯的吞噬神經(jīng)黑色素（黑質(zhì)DA神經(jīng)元的特征色素）的證據(jù)［79］。α-syn可由神經(jīng)元分泌，并被鄰近細(xì)胞，特別是小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞吞噬和降解，這有助于調(diào)節(jié)大腦中的α-syn的穩(wěn)態(tài)［109］。在主要的腦細(xì)胞類型中，小膠質(zhì)細(xì)胞在腦實(shí)質(zhì)中對α-syn聚集物的降解率最高［110］。早期腦組織研究表明，SNc中的小膠質(zhì)細(xì)胞上調(diào)，人類主要組織相容性復(fù)合體II類（MHC-II）分子表達(dá)升高，而在人類血清和腦脊液中，檢測到IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-2、IL-18和IL-10等細(xì)胞因子濃度升高［11，111］。上述可見小膠質(zhì)細(xì)胞在PD的進(jìn)展中發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用，未來的研究關(guān)鍵在于如何在PD疾病的早期及早干預(yù)和最大程度讓小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮其有益的一面。

8 小 結(jié)

盡管目前對于探索PD發(fā)病機(jī)制和尋找最佳治療方法的研究正在廣泛開展，但是現(xiàn)有的治療手段均不能阻止PD的疾病進(jìn)程，且在疾病晚期難免帶來一些副作用。當(dāng)下關(guān)鍵的問題是，我們的研究不能僅局限于多巴胺能神經(jīng)元的替代治療，著眼于其他非靶向多巴胺神經(jīng)元的機(jī)制的研究已迫在眉睫。此外，雖然現(xiàn)有的各種動物模型對于PD的研究起著重要的作用，不可否認(rèn)的是我們?nèi)匀狈咏黀D病人生理上最真實(shí)的模型。小膠質(zhì)細(xì)胞作為大腦中的常駐免疫細(xì)胞，對于大腦的先天免疫監(jiān)視及維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要的作用［44］，關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞在各類神經(jīng)退行性疾病中在時間和空間上的作用細(xì)節(jié)，目前的研究尚不能完全闡釋清楚。小膠質(zhì)細(xì)胞在生命的不同階段、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不同區(qū)域、物種、性別和健康或疾病作出反應(yīng)，展現(xiàn)出不同的狀態(tài)和執(zhí)行不同的功能［53］。同樣，小膠質(zhì)細(xì)胞是否僅作為促進(jìn)疾病的角色參與PD也不清楚，在病理情況下，外周免疫細(xì)胞可能穿過血腦屏障參與PD的進(jìn)展。對PD患者的腦組織、血清和腦脊液中的細(xì)胞因子進(jìn)行評估，可能對小膠質(zhì)細(xì)胞的致病因素提供線索［77］。靶向小膠質(zhì)細(xì)胞活性以降低其神經(jīng)毒性，同時保留其有益的神經(jīng)保護(hù)作用，可能是開發(fā)有效治療方法干預(yù)PD甚至其他相關(guān)神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵。