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小膠質(zhì)細胞P2Y6受體促進癲癇發(fā)生期吞噬能力詳解

瀏覽次數(shù)：524　發(fā)布日期：2024-4-24　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責任自負

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

01、新開發(fā)UDP探針監(jiān)測癲癇模型皮層和海馬UDP釋放增加

離體腦片實驗發(fā)現(xiàn)UDP可增加小膠質(zhì)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(fā)模型）后第1天、第3天、第7天皮層、海馬CA1和CA3腦區(qū)小膠質(zhì)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(fā)生過程中小膠質(zhì)鈣信號的內(nèi)源性激活劑，研究團隊開發(fā)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(fā)現(xiàn)在生理狀態(tài)下皮層很少發(fā)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(xù)增加3天。離體腦片實驗也發(fā)現(xiàn)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(fā)UDP探針發(fā)現(xiàn)癲癇模型皮層UDP釋放增加

02、小膠質(zhì)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(fā)小膠質(zhì)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(fā)生期野生型小鼠皮層幾乎一半數(shù)量的小膠質(zhì)細胞從非激活態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚遭}信號狀態(tài)，但在P2Y6受體全敲小鼠中這種高水平鈣信號的轉(zhuǎn)變出現(xiàn)紊亂。

在基礎水平，野生型小鼠和P2Y6受體全敲小鼠小膠質(zhì)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(zhì)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(fā)現(xiàn)在紅藻氨酸腹腔注射后第7天海馬小膠質(zhì)細胞完全吞噬神經(jīng)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(fā)生期小膠質(zhì)細胞P2Y6受體可促進溶酶體合成，增強吞噬神經(jīng)元的能力。

鈣離子轉(zhuǎn)運ATP酶B2(ATP2B2)是一種跨膜蛋白，促進鈣從細胞質(zhì)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(zhì)細胞ATP2B2可減弱UDP誘發(fā)的小膠質(zhì)細胞鈣信號反應，也能降低CD68表達，減弱吞噬神經(jīng)元的能力。

圖2、小膠質(zhì)細胞P2Y₆受體可促進鈣離子反應

03、小膠質(zhì)細胞P2Y₆受體促進炎癥因子產(chǎn)生

為進一步探究P2Y6受體信號調(diào)控小膠質(zhì)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(zhì)細胞進行單細胞組學測序，發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)癲癇模型野生型小鼠海馬和皮層小膠質(zhì)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(zhì)細胞更可能具有促炎癥效應。

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