小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y6受體促進(jìn)癲癇發(fā)生期吞噬能力詳解

瀏覽次數(shù)：525　發(fā)布日期：2024-4-24　來(lái)源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

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(xué)生命科學(xué)學(xué)院李毓龍聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在Neuron雜志上發(fā)表文章揭示了小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y₆受體增強(qiáng)癲癇發(fā)生期吞噬能力，促進(jìn)炎癥發(fā)生。

01、新開(kāi)發(fā)UDP探針監(jiān)測(cè)癲癇模型皮層和海馬UDP釋放增加

離體腦片實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)UDP可增加小膠質(zhì)細(xì)胞鈣信號(hào)反應(yīng)，這種增強(qiáng)效應(yīng)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(xì)胞P2Y6受體表達(dá)顯著增加，與此同時(shí)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(guò)程中小膠質(zhì)鈣信號(hào)的內(nèi)源性激活劑，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(guò)雙光子活體成像技術(shù)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(shí)驗(yàn)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(kāi)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(xì)胞P2Y₆受體可促進(jìn)鈣離子反應(yīng)，促進(jìn)溶酶體合成

全敲P2Y6受體后UDP和P2Y6受體激動(dòng)劑誘發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞鈣離子反應(yīng)減弱，對(duì)UDP的趨化性也減弱。進(jìn)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(xì)胞從非激活態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚遭}信號(hào)狀態(tài)，但在P2Y6受體全敲小鼠中這種高水平鈣信號(hào)的轉(zhuǎn)變出現(xiàn)紊亂。

在基礎(chǔ)水平，野生型小鼠和P2Y6受體全敲小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞溶酶體表達(dá)水平相當(dāng)。癲癇模型野生型小鼠杏仁核、海馬小膠質(zhì)細(xì)胞溶酶體標(biāo)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(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在紅藻氨酸腹腔注射后第7天海馬小膠質(zhì)細(xì)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(xì)胞P2Y6受體可促進(jìn)溶酶體合成，增強(qiáng)吞噬神經(jīng)元的能力。

鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)ATP酶B2(ATP2B2)是一種跨膜蛋白，促進(jìn)鈣從細(xì)胞質(zhì)中快速去除，減少鈣信號(hào)傳導(dǎo)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)證實(shí)特異性過(guò)表達(dá)小膠質(zhì)細(xì)胞ATP2B2可減弱UDP誘發(fā)的小膠質(zhì)細(xì)胞鈣信號(hào)反應(yīng)，也能降低CD68表達(dá)，減弱吞噬神經(jīng)元的能力。

圖2、小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y₆受體可促進(jìn)鈣離子反應(yīng)

03、小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y₆受體促進(jìn)炎癥因子產(chǎn)生

為進(jìn)一步探究P2Y6受體信號(hào)調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞的特異性作用機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)將癲癇模型野生型和P2Y6受體敲除小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞組學(xué)測(cè)序，發(fā)現(xiàn)富集表達(dá)的基因主要是I型干擾素(IFN)和NF-kB炎癥信號(hào)通路。高通量流式細(xì)胞技術(shù)發(fā)現(xiàn)癲癇模型野生型小鼠海馬和皮層小膠質(zhì)細(xì)胞NF-kB炎癥信號(hào)下游分子TNF-α 和 IL-1β表達(dá)顯著增加。此外，進(jìn)一步分子實(shí)驗(yàn)表明吞噬活性越強(qiáng)的小膠質(zhì)細(xì)胞更可能具有促炎癥效應(yīng)。

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