《npj Parkinson's Disease》:Differential memory enrichment of cytotoxic CD4 T cells in Parkinson’s disease patients reactive to α-synuclein
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帕金森。≒D)病因復雜,神經炎癥作用關鍵。研究人員針對 PD 患者中對 α- 突觸核蛋白(α-syn)反應的 CD4 T 細胞展開研究,發現 PD_R 患者 CD4 效應記憶 T 細胞(TEM)中 CELSR2 表達升高,且 Granulysin+CD4 細胞毒性 TEM細胞減少,為 PD 病理研究提供新方向。
帕金森。≒arkinson’s disease, PD)是一種復雜的神經退行性疾病,全球約有 1000 萬患者,且發病率隨年齡增長而升高。其核心病理特征是黑質致密部多巴胺能神經元丟失和 α- 突觸核蛋白(α-synuclein, α-syn)異常聚集形成的路易小體。除了運動癥狀如震顫、僵直和姿勢不穩外,非運動癥狀如睡眠障礙、認知功能障礙等可能在確診前 20 年就已出現。然而,由于 PD 的復雜性和異質性,早期診斷手段有限,治療方法也僅能緩解癥狀,無法阻斷疾病進展。深入理解 PD 的病理機制,尤其是免疫炎癥在其中的作用,成為開發靶向治療的關鍵。
在這樣的背景下,美國拉霍亞免疫學研究所(La Jolla Institute for Immunology)等機構的研究人員開展了相關研究,旨在揭示對 α-syn 反應的 PD 患者(PD_R)中 T 細胞亞群的異常變化。研究發現,PD_R 患者的 CD4 效應記憶 T 細胞(effector memory T cells, TEM)中 Cadherin EGF LAG 七 - pass G-type 受體 2(CELSR2)表達顯著升高,且細胞毒性 TEM細胞幾乎完全缺失,尤其是 Granulysin+CD4 細胞毒性 TEM細胞數量減少。該研究成果發表在《npj Parkinson's Disease》,為 PD 的免疫病理機制提供了新見解,并為靶向治療奠定了基礎。
研究人員主要采用了以下關鍵技術方法:
- 流式細胞術(Flow cytometry):檢測 PD_R 和健康對照(HC_NR)中 CD4 T 細胞表面 CELSR2 的表達,以及 Granulysin+等細胞毒性標志物的水平。
- 單細胞 RNA 測序(Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq):對分選的 CELSR2+和 CELSR2- CD4 TEM細胞進行轉錄組分析,鑒定不同細胞亞群的基因表達特征。
- 樣本隊列:納入 PD 患者(分為對 α-syn 反應的 PD_R 和無反應的 PD_NR)和健康對照,通過外周血單個核細胞(PBMC)分析 T 細胞表型和功能。
研究結果
1. CELSR2 在 PD_R 患者 CD4 TEM細胞中表達升高
通過對 PD_R 和 HC_NR 的 CD4 記憶 T 細胞轉錄組分析,篩選出 11 個差異表達的膜蛋白基因,其中 CELSR2 在 PD_R 的 CD4 TEM細胞中蛋白表達顯著高于 HC_NR。進一步分析顯示,CELSR2 主要富集于效應記憶 T 細胞亞群(TEM),而非中央記憶 T 細胞(TCM)或終末分化效應記憶 T 細胞(TEMRA)。這提示 CELSR2 可能與 PD_R 患者 T 細胞的活化和分化狀態相關。
2. 單細胞轉錄組揭示 PD_R 患者 TEM細胞亞群分布異常
單細胞 RNA 測序分析顯示,PD_R 患者的 CELSR2+ CD4 TEM細胞中,分化型 TEM細胞(Cluster 1)和活化型 TEM細胞(Cluster 6)比例顯著增加,而細胞毒性 TEM細胞(Cluster 4,高表達 GZMB、GNLY 等細胞毒性基因)在 PD_R 患者中幾乎完全缺失,無論是 CELSR2+還是 CELSR2-亞群,其頻率均顯著低于 HC_NR。
3. 流式細胞術驗證 Granulysin+細胞毒性 CD4 TEM細胞減少
利用流式細胞術檢測 Granzyme B、Perforin 和 Granulysin 等細胞毒性標志物,發現 PD_R 患者中 Granulysin+ CD4 TEM細胞頻率顯著低于 HC_NR,而 CD8 T 細胞中的細胞毒性亞群無明顯差異。這表明 PD_R 患者的 CD4 T 細胞毒性功能特異性受損,可能與神經炎癥的調控異常相關。
研究結論與討論
本研究首次發現 CELSR2 在 T 細胞中的表達,并證實其在 PD_R 患者的 CD4 TEM細胞中富集。結合單細胞轉錄組和流式細胞術結果,揭示了 PD_R 患者中細胞毒性 CD4 TEM細胞的特異性缺失,尤其是 Granulysin+亞群的減少。這一發現提示,細胞毒性 CD4 T 細胞可能在 PD 的神經炎癥和神經元損傷中起保護作用,其缺失可能導致 PD_R 患者的病理進展。
CELSR2 作為一種非典型鈣粘蛋白,參與平面細胞極性和胚胎發育,其在 T 細胞中的功能此前未被報道。研究推測,CELSR2 可能通過調控 T 細胞的活化和分化,影響 PD 的免疫病理過程。此外,PD_R 患者中分化型和活化型 TEM細胞的增加,可能與抗原呈遞細胞的相互作用增強有關,進一步加劇神經炎癥。
盡管研究存在樣本量較小、女性患者比例低等局限性,但其首次明確了 α-syn 反應性 PD 患者中 T 細胞亞群的特異性變化,為 PD 的分型和免疫治療提供了新靶點。未來研究可進一步驗證 CELSR2 在 T 細胞中的功能機制,并探索 Granulysin+ CD4 T 細胞在神經保護中的作用,為開發針對 PD_R 患者的個性化免疫療法奠定基礎。