雷特綜合征（RTT，OMIM 標識符 #312750）是一種嚴重的進行性神經發育障礙，全球女孩中智力障礙的主要原因之一，活產嬰兒中發病率為 1/10000�；颊甙Y狀通常延遲出現，嚴重程度和頻率因人而異，典型神經特征包括目的性手部技能喪失、語言喪失、行走困難、癲癇和認知障礙。疾病分為四個不同階段，癥狀可能重疊，并非所有患者都會經歷每個階段。

診斷早期階段非常具有挑戰性，因為癥狀多變且與其他神經系統疾病有共同之處。2010 年，Neul 博士及其同事制定了主要和支持標準，以將 RTT 與其他神經發育障礙區分開來，并將經典形式的 RTT 與其變體區分開。經典和變體形式診斷的主要特征是存在退化期。此外，經典 RTT 患者必須表現出其他四個關鍵特征，包括獲得性語言喪失、精細目的性手部技能喪失、步態異常和手部刻板動作。變異 RTT 形式的診斷需要 4 個主要標準中的至少 2 個以及其他支持性癥狀，如呼吸問題、心血管功能障礙、生長遲緩和脊柱側凸。

X 連鎖 MECP2 基因的突變是 RTT 的主要原因。該基因編碼甲基 - CpG 結合蛋白 2（MeCP2），是甲基結合蛋白（MBP）家族的創始成員，通過與甲基化 DNA 結合參與基因組的表觀遺傳調控。MeCP2 與多種輔因子相互作用以調節轉錄，既是基因表達的抑制因子又是激活因子。除了在調節基因表達中的作用外，MeCP2 還可以作為基因組和染色質結構的組織者。多年來，MeCP2 被賦予了幾種其他功能，使其被認為是一種多功能蛋白質，根據其合作伙伴和翻譯后修飾表現出不同的活動。MeCP2 在全身廣泛表達，但在大腦中尤其豐富，其表達在出生前開始并逐漸增加，在突觸發育和可塑性期間達到最高水平。神經元表達 MeCP2 的水平大約是其他細胞類型的十倍，在神經元核內，其豐度與組蛋白相當。

雖然 MECP2 突變占 RTT 病例的 95% 左右，但它們也較少與男性和女性的廣泛其他神經發育障礙相關，如 X 連鎖智力低下、嚴重新生兒腦病、天使綜合征和自閉癥，突出了 MeCP2 在大腦發育中的關鍵作用。作為補充，由基因額外拷貝引起的 MeCP2 異常過表達會導致 MECP2 重復綜合征（MDS），這是一種主要發生在男性中的疾病，癥狀與 RTT 重疊，證明了維持 MeCP2 生理水平的重要性。

在 RTT 中，大多數 MECP2 突變自發發生在父系生殖系中，通常源于 C 到 T 的轉變，可能是由于甲基化胞嘧啶的脫氨基作用。因此，大多數 RTT 病例是女性，盡管也有男性病例，表現出在生命早期發展的非常嚴重的癥狀。該基因中已鑒定出 900 多個獨特變體，其中約 60% 的致病性變體主要由移碼、插入 / 缺失和錯義突變代表。MECP2 的功能喪失突變占絕大多數 RTT 病例，有 8 個變體重復出現，包括錯義突變（R106W、R133C、T158M、R306C）和無義突變（R168X、R255X、R270X、R294X），分布在不同的蛋白質結構域中。由于 MECP2 位于 X 染色體上，RTT 女性患者是該突變的雜合子，由于 X 染色體失活（XCI），她們是表達野生型（WT）或突變 MECP2 等位基因的細胞的嵌合體。XCI 對疾病的發作和嚴重程度有顯著影響。具有偏向正常 MECP2 的偏斜 XCI 的個體具有較輕的運動和認知癥狀，而那些表達突變 MECP2 基因的細胞比例較高的個體通常經歷更嚴重的表型。

神經缺陷是 RTT 的主要癥狀，廣泛的研究集中在識別中樞神經系統（CNS）內的解剖、分子和功能變化。神經元是疾病中主要受影響的細胞，在人體組織和動物模型中均觀察到明顯的形態和功能異常。神經元缺陷由細胞自主和非細胞自主機制共同引起，分別由于神經元和其他細胞類型中功能性 MeCP2 的缺失。與健康神經元相比，MECP2 突變神經元的樹突更少、更短，突觸尤其受損，導致 RTT 被定義為突觸病。已經描述了幾種突觸異常，包括樹突棘和突觸 puncta 數量減少，以及突觸支架蛋白受損，通常伴隨功能改變。具體而言，RTT 神經元表現出突觸功能的變化，包括突觸可塑性降低。此外，在 Mecp2 缺陷的大腦中觀察到興奮 / 抑制失衡，根據發育階段、腦區和細胞類型表現出異質模式。

雖然神經元中功能性 MeCP2 的缺乏會導致發育、成熟、形態和功能的細胞自主缺陷，但越來越多的證據表明，這些異常并非僅由神經元中的 MECP2 突變引起。相反，非細胞自主機制，特別是涉及星形膠質細胞的機制，對病理有顯著貢獻。星形膠質細胞對于為神經元提供結構、代謝和功能支持至關重要，在塑造神經元成熟、突觸形成和突觸可塑性方面發揮關鍵作用。星形膠質細胞中 MeCP2 的缺乏對 RTT 的腦功能有廣泛影響，強調了在疾病進展和治療策略開發中納入神經膠質貢獻的重要性。

星形膠質細胞在 RTT 發病機制中的作用首先在 MeCP2 表達也在星形膠質細胞中被檢測到時得到認可，盡管水平明顯低于神經元。隨后證明，MECP2 突變星形膠質細胞在通過非細胞自主機制支持神經元方面存在缺陷。特別是，通過 WT 海馬神經元與 WT 或 Mecp2 KO 星形膠質細胞的共培養，Ballas 及其同事報告說，神經元在 WT 星形膠質細胞存在下正常生長，而與 KO 星形膠質細胞共培養時樹突更少、更短。因此，首次發現 Mecp2 缺失的星形膠質細胞無法維持正常的神經元生長，用 KO 星形膠質細胞條件培養基（ACM）處理神經元也獲得了類似結果，證明 Mecp2 缺失的星形膠質細胞通過異常分泌可溶性因子導致神經元形態改變。五年后，這些發現在從 RTT 誘導多能干細胞（iPSCs）分化的人星形膠質細胞上得到證實。通過將 WT 神經元與 RTT ACM 共培養，很大程度上重現了突變星形膠質細胞的負面影響，從而再次證明這種非細胞自主效應是由于分泌的分子。Maezawa 的研究小組報告了該主題的進一步內容，描述了 Mecp2 突變星形膠質細胞的關鍵受損特征，包括生長延遲和 MAPK 通路的組成性激活，與 WT 星形膠質細胞相比，細胞因子釋放減少。此外，他們表明，Mecp2 缺乏通過間隙連接（GJs）擴散到鄰近的星形膠質細胞，也提出了星形膠質細胞之間的非細胞自主機制。

體內研究為星形膠質細胞在 RTT 中的作用提供了關鍵見解，突出了這些神經膠質細胞如何促進癥狀的發展和進展。事實上，在否則為 null 的小鼠中，星形膠質細胞中 Mecp2 的選擇性重新表達足以恢復樹突復雜性，并增加囊泡轉運體 vGlut1 的水平。還記錄了運動和焦慮水平的改善以及呼吸缺陷的恢復，同時壽命顯著延長。作為補充，在星形膠質細胞中特異性刪除 Mecp2 的條件模型中，小鼠出現嚴重的呼吸不規則。這一證據表明，僅星形膠質細胞功能障礙就顯著導致了一些 RTT 特征。

正如在神經元中已經報道的那樣，并且與 MeCP2 作為轉錄調節因子的作用一致，MECP2 功能喪失導致星形膠質細胞中數千種分子的失調。通過轉錄組學和蛋白質組學研究，發現主要受影響的途徑包括與細胞成熟、形態、細胞間通訊、細胞因子信號傳導、能量代謝和谷氨酸穩態相關的途徑。與分子結果一致，形態學分析支持 RTT 中星形膠質細胞復雜性的喪失。來自 Mecp2 KO 和 Mecp2^308/y小鼠腦以及人 RTT iPSCs 的培養星形膠質細胞的數據顯示，形態和微管動力學改變，以及細胞骨架和細胞形狀的正確重塑受損。在與神經元共培養的攜帶 R270X 和 R133C 突變的人星形膠質細胞中也觀察到分支減少。正如預期的那樣，神經元誘導星形膠質細胞從扁平多邊形形狀轉變為星狀形態。對 GFP 轉染星形膠質細胞的 Sholl 分析、初級分支的量化及其長度分析表明，與 WT 神經元共培養時，突變星形膠質細胞的結構復雜性、分支長度和數量顯著減少。有趣的是，當存在 KO 神經元時，這些形態缺陷會加劇。來自動物模型成年大腦的證據表明，在 Mecp2^308/y小鼠模型的齒狀回和胼胝體中，星形膠質細胞分支更少且分支不良，在出生后滅活 Mecp2 的條件小鼠的海馬中也是如此。我們還發現，Mecp2 缺乏會隨著疾病進展誘導星形膠質細胞復雜性降低，具有區域特異性效應，尤其是在運動和軀體感覺皮層。因此，分子分析揭示了許多主要與細胞骨架異常相關的星形膠質細胞富集基因的失調。值得注意的是，在雜合小鼠的皮層中，具有 WT 拷貝 Mecp2 的星形膠質細胞表現出與缺乏 Mecp2 的星形膠質細胞相當的改變，表明非細胞自主效應。星形膠質細胞結構的變化顯著影響它們與神經元相互作用的能力，損害基本的支持功能。此外，在小鼠模型和人類細胞中都報道了典型星形膠質細胞功能的廣泛改變，包括谷氨酸 - 谷氨酰胺循環、鈣信號傳導、乳酸穿梭和鉀（K⁺）穩態。

有相當多的證據表明，RTT 中星形膠質細胞和神經元之間的通訊存在缺陷，這可能導致神經功能障礙。這些缺陷表現在多個層面，包括細胞自主的星形膠質細胞改變、對細胞通訊至關重要的信號分子的失調，以及 RTT 神經元的敏感性改變，最終導致眾所周知的神經元缺陷。為了更好地理解 RTT 中的星形膠質細胞 - 神經元通訊障礙，在描述疾病中星形膠質細胞和神經元之間通訊缺陷的已發表結果之前，先簡要概述生理條件下這種復雜機制是有用的。

星形膠質細胞 - 神經元通訊以動態和雙向的方式發生。大多數證據描述了星形膠質細胞對神經元的影響，這主要依賴于離子通道和轉運體，以及粘附和信號分子。通過其突觸周圍星形膠質細胞突起（PAPs），星形膠質細胞包裹突觸前和突觸后末端，形成三方突觸，星形膠質細胞理想地位于此處以精細控制離子和分子的濃度，調節突觸活動。這通過多種機制發生，這些機制已被廣泛綜述，在此僅作簡要描述。

在突觸間隙，星形膠質細胞在調節 K⁺濃度中起關鍵作用，這在神經元活動強烈時細胞外 K⁺水平升高時至關重要。鉀通道，如 Kir4.1，允許快速攝取細胞外 K⁺，防止過度興奮和神經元回路損傷。此外，星形膠質細胞通過清除細胞外空間的神經遞質來控制突觸活動。例如，星形膠質細胞負責通過氨基酸轉運體 GLAST1（谷氨酸 - 天冬氨酸轉運體 1）和 GLT-1（谷氨酸轉運體 1）以及人類同源的 EAAT1 和 EAAT2 重新攝取谷氨酸。通過調節谷氨酸轉運體的表達和膜定位，星形膠質細胞影響突觸活動，控制突觸外的谷氨酸溢出。星形膠質細胞還通過 GABA 轉運體 GAT-1 和 GAT-3 從突觸間隙去除 γ- 氨基丁酸（GABA），它們在腦中表現出獨特的細胞分布。除了這些作用外，星形膠質細胞還可以釋放活性物質，稱為神經膠質遞質，包括谷氨酸、GABA、D - 絲氨酸、腺苷、ATP 和細胞因子，如腫瘤壞死因子 α（TNFα），它們靶向鄰近神經元，調節突觸功能。星形膠質細胞還通過在血腦屏障（BBB）水平建立神經血管單元來支持神經元活動，在那里它們響應局部需求，分泌不同的介質如前列腺素、一氧化氮和花生四烯酸，以改變血管直徑并調節局部血流量，確�；钴S的大腦區域獲得足夠的氧氣和營養。除了在控制突觸功能中的作用外，星形膠質細胞是突觸發生的重要參與者，尤其是在大腦發育期間。幾項數據表明，星形膠質細胞分泌的分子，包括蛋白質、脂質和小分子，控制興奮性和抑制性突觸形成和成熟的不同方面。此外，星形膠質細胞通過星形膠質細胞 - 神經元乳酸穿梭為神經元提供能量底物，為 ATP 生成提供底物。星形膠質細胞和神經元突觸之間的另一種通訊機制涉及細胞粘附分子，包括 Ephrins、Neuroligin-Neurexin、γ-protocadherins 和 NrCAM。

另一方面，星形膠質細胞的分子、形態和功能特性受到神經元的深刻調節。例如，星形膠質細胞中 GLT-1 的表達由神經元活動誘導，連接蛋白的表達也是如此。更廣泛地說，與星形膠質細胞成熟和染色質重組相關的轉錄變化由神經元信號傳導促進。同樣，星形膠質細胞的形態和功能特性取決于神經元的接近程度。有趣的是，單細胞測序分析突出了大腦區域之間甚至皮層層內不同的星形膠質細胞群體，但更相關的是觀察到當神經元輸入如在 Reeler 小鼠模型中發生改變時，這些差異消失，表明神經元接近度對于決定星形膠質細胞特性至關重要。神經元促進星形膠質細胞這些變化的機制尚不清楚，但可能與突觸活動以及神經遞質、嘌呤和生長因子的釋放有關。

許多研究表明，RTT 中星形膠質細胞 - 神經元通訊存在缺陷。旨在表征星形膠質細胞和神經元之間串擾所涉及的信號因子的分析揭示了一些失調的分子。此外，通過體外和體內研究，出現了許多與神經元功能嚴格相關的星形膠質細胞特征的改變。

鑒于越來越多的證據表明 RTT 中涉及星形膠質細胞分泌的因子，一些研究小組開始專注于表征 MECP2 突變星形膠質細胞條件培養基（ACM），假設神經毒性因子的釋放增加或有益分子的分泌減少。事實上，RTT 星形膠質細胞對神經元生長和功能的負面影響可能與生長抑制因子的存在、生長促進因子的缺乏或兩者兼而有之有關。有趣的是，這些異常分泌因子的鑒定最終可能為 RTT 提供一種新的藥物干預手段。為了表征 ACM 的組成，對來自 WT 和 Mecp2 KO 星形膠質細胞的小鼠原代培養物的 ACM 進行了定量質譜分析。分析揭示了 29 種差異表達的蛋白質：上調的靶點主要參與炎癥反應、補體激活、神經元死亡的正調控和代謝過程，而下調的蛋白質與細胞凋亡、蛋白質位置的維持、對白細胞介素 - 1 的細胞反應有關。此外，Caldwell 及其同事最近通過對從出生后第 7 天（P7）的 RTT、脆性 X 和唐氏綜合征小鼠模型的皮層中免疫篩選的星形膠質細胞的分泌組進行蛋白質組學分析，提供了進一步有趣的數據。該研究揭示了胰島素樣生長因子結合蛋白 2（Igfbp2）的共同異常表達，其通過抑制 IGF1 的活性導致神經元樹突分支發育不良，以及骨形態發生蛋白 6（BMP6）在星形膠質細胞中的改變，其損害星形膠質細胞成熟。對攜帶 MECP2 R270X 突變的 hiPSCs 分化為星形膠質細胞收集的分泌組的進一步分析揭示了代謝異常。非靶向¹H NMR 報告顯示乳酸顯著增加，丙酮酸量減少，同時三羧酸（TCA）循環中間體和 ATP 水平降低。這些代謝改變可能由線粒體功能障礙介導。

盡管到目前為止收集的發現越來越多，但所述研究的一個警告是，分析是在單獨培養的星形膠質細胞的分泌組上進行的，沒有考慮神經元的影響。事實上，如前所述，神經元輸入對星形膠質細胞的形態、基因表達和功能有很強的影響，表明在研究星形膠質細胞表型時應考慮星形膠質細胞 - 神經元串擾。在這方面，我們最近研究了 Mecp2 KO 星形膠質細胞在基于 transwell 的共培養系統中與 WT 神經元共培養時對 WT 神經元的影響，該系統防止兩種細胞群接觸，但允許分泌分子的交換。我們證明，KO 星形膠質細胞異常分泌白細胞介素 - 6（IL-6），損害突觸形成和功能。值得注意的是，IL-6 的這種過度分泌僅在 WT 神經元存在時發生，而當 KO 星形膠質細胞單獨培養或與 KO 神經元共培養時不存在，突出了星形膠質細胞 - 神經元通訊在調節細胞因子產生中的關鍵作用。這一結果對于以涉及 WT 和突變 Mecp2 表達細胞的細胞嵌合為特征的 RTT 特別相關。

總之，這些結果表明，Mecp2 突變星形膠質細胞對神經元功能和突觸的負面影響可能是由于突觸毒性因子的存在或突觸生成分子的缺乏，或兩者兼而有之�？赡芏喾N因素的協同作用影響神經元健康，識別這些異常分泌的信號可能為 RTT 提供藥物干預手段。

無論分子的性質如何，由可溶性因子介導的通訊可能通過生物載體發生，如細胞外囊泡（EVs）。EVs 是由細胞質或多泡體 /