小膠質細胞P2Y6受體促進癲癇發生期吞噬能力詳解

瀏覽次數：1076　發布日期：2024-4-24　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

2024年4月12日梅奧診所神經內科系伍龍軍教授和北京大學生命科學學院李毓龍聯合團隊在Neuron雜志上發表文章揭示了小膠質細胞P2Y₆受體增強癲癇發生期吞噬能力，促進炎癥發生。

01、新開發UDP探針監測癲癇模型皮層和海馬UDP釋放增加

離體腦片實驗發現UDP可增加小膠質細胞鈣信號反應，這種增強效應可被P2Y6受體拮抗劑特異性阻斷。紅藻氨酸腹腔注射（癲癇誘發模型）后第1天、第3天、第7天皮層、海馬CA1和CA3腦區小膠質細胞P2Y6受體表達顯著增加，與此同時伴隨著UDP水平的升高。

為確定UDP是否可以作為癲癇發生過程中小膠質鈣信號的內源性激活劑，研究團隊開發了高靈敏度、高特異性的UDP熒光探針UDP1.0，利用該探針研究人員通過雙光子活體成像技術發現在生理狀態下皮層很少發生UDP釋放，紅藻氨酸腹腔注射后皮層UDP釋放迅速增多，并可持續增加3天。離體腦片實驗也發現在海馬腦片在接受紅藻氨酸興奮性毒性刺激后UDP釋放迅速增多。

圖1：開發UDP探針發現癲癇模型皮層UDP釋放增加

02、小膠質細胞P2Y₆受體可促進鈣離子反應，促進溶酶體合成

全敲P2Y6受體后UDP和P2Y6受體激動劑誘發小膠質細胞鈣離子反應減弱，對UDP的趨化性也減弱。進一步雙光子活體成像觀察到癲癇發生期野生型小鼠皮層幾乎一半數量的小膠質細胞從非激活態轉變為高活性鈣信號狀態，但在P2Y6受體全敲小鼠中這種高水平鈣信號的轉變出現紊亂。

在基礎水平，野生型小鼠和P2Y6受體全敲小鼠小膠質細胞溶酶體表達水平相當。癲癇模型野生型小鼠杏仁核、海馬小膠質細胞溶酶體標志物CD68和LAMP1水平增加，但敲除P2Y6受體可阻斷上述溶酶體水平的增加。進一步實驗發現在紅藻氨酸腹腔注射后第7天海馬小膠質細胞完全吞噬神經元的比例為6.3%，在敲除P2Y6受體后這一比例僅為0.3%，表明癲癇發生期小膠質細胞P2Y6受體可促進溶酶體合成，增強吞噬神經元的能力。

鈣離子轉運ATP酶B2(ATP2B2)是一種跨膜蛋白，促進鈣從細胞質中快速去除，減少鈣信號傳導時間。實驗證實特異性過表達小膠質細胞ATP2B2可減弱UDP誘發的小膠質細胞鈣信號反應，也能降低CD68表達，減弱吞噬神經元的能力。

圖2、小膠質細胞P2Y₆受體可促進鈣離子反應

03、小膠質細胞P2Y₆受體促進炎癥因子產生

為進一步探究P2Y6受體信號調控小膠質細胞的特異性作用機制，研究團隊將癲癇模型野生型和P2Y6受體敲除小鼠的小膠質細胞進行單細胞組學測序，發現富集表達的基因主要是I型干擾素(IFN)和NF-kB炎癥信號通路。高通量流式細胞技術發現癲癇模型野生型小鼠海馬和皮層小膠質細胞NF-kB炎癥信號下游分子TNF-α 和 IL-1β表達顯著增加。此外，進一步分子實驗表明吞噬活性越強的小膠質細胞更可能具有促炎癥效應。

癲癇發生期野生型小鼠海馬神經元丟失比例高達40%，新物體認知功能出現障礙，在敲除P2Y6受體或過表達ATP2B2可減少神經元丟失，改善認知功能障礙。