《npj Parkinson's Disease》：PINK1 deficiency rewires early immune responses in a mouse model of Parkinson’s disease triggered by intestinal infection
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【編輯推薦】為探究帕金森�。≒D）前驅期免疫機制，研究人員以 PINK1 敲除（KO）小鼠為模型，聚焦腸道感染后免疫事件。發現 PINK1 缺陷導致外周髓系細胞異�；罨�、T 細胞應答失調，揭示 PINK1 是 PD 早期腸道免疫調控關鍵因子，為疾病早期干預提供新方向。
帕金森�。≒arkinson’s disease, PD）是一種常見的神經退行性疾病，以運動癥狀如震顫、肌強直為典型特征，但其早期往往伴隨長達數年的非運動癥狀，如胃腸道功能紊亂、嗅覺減退等。這些前驅癥狀提示，外周免疫系統可能在疾病啟動中扮演關鍵角色。然而，PD 前驅期的免疫失調機制，尤其是遺傳因素（如 PINK1 基因）與環境刺激（如腸道感染）的交互作用，一直未被充分闡明。
為填補這一空白，加拿大麥吉爾大學（McGill University）與蒙特利爾大學（Université de Montréal）等機構的研究團隊，以 PINK1 KO 小鼠為模型，開展了腸道感染誘導 PD 樣病理的研究。該研究首次系統解析了感染早期腸道局部的免疫異常，成果發表于《npj Parkinson's Disease》，為 PD 的早期干預提供了關鍵理論依據。
研究采用的核心技術包括：單細胞 RNA 測序（single-cell RNAseq）分析結腸免疫細胞轉錄組，酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測糞便炎癥標志物（如 lipocalin-2、calprotectin），流式細胞術（flow cytometry）鑒定免疫細胞表型及功能，以及細胞間通訊預測工具（CellChat）解析免疫細胞互作網絡。此外，研究還通過糞水含量測定評估腸道運動功能，并利用骨髓來源髓系細胞體外培養驗證炎癥因子分泌機制。
1. 單細胞 RNA 測序揭示感染早期髓系細胞主導免疫失調
研究對感染后 1 周和 2 周的 PINK1 KO 小鼠結腸固有層細胞進行單細胞 RNA 測序，發現感染后 1 周時，單核細胞 / 巨噬細胞和樹突狀細胞（DCs）的基因表達變化最為顯著，尤其是促炎細胞因子（如 Il6、Il1b、Il12）和抗原呈遞相關基因（如 MHCⅠ/Ⅱ、CD86）的上調。偽時間分析顯示，PINK1 KO 小鼠的單核細胞更傾向于向成熟髓系細胞（巨噬細胞樣或 DC 樣細胞）分化，且富集與髓系造血、白細胞分化相關的信號通路，提示 PINK1 缺陷加速了感染早期髓系細胞的活化與分化。
2. PINK1 KO 小鼠腸道效應 T 細胞比例及細胞毒性增強
感染后 2 周，PINK1 KO 小鼠結腸中 CD4? Th1/Th17 細胞和 CD8? 細胞毒性 T 細胞（Tc1）顯著擴增，其特征性基因（如 Ifng、Gzmb、Prf1）表達升高，且效應 T 細胞與初始 T 細胞（Tn）的比例顯著高于野生型小鼠。通路分析表明，這些細胞富集于 T 細胞活化、細胞毒性及適應性免疫相關通路。Slingshot 軌跡分析顯示，CD8? T 細胞從 Tn 向 Tc1 和組織駐留記憶細胞（Trm）的分化軌跡在 PINK1 KO 小鼠中更為明顯，提示 PINK1 缺陷促進了效應 T 細胞的分化與積累。
3. 髓系細胞與 CD8? T 細胞的異�；プ黩寗涌乖蔬f增強
通過 CellChat 預測細胞間通訊網絡，發現感染后髓系細胞（尤其是單核細胞）與 CD8? Tc1 細胞之間的直接接觸信號（如 MHC - 抗原肽復合物、共刺激分子 CD86/CD80、黏附分子 ICAM1）顯著增強。流式細胞術驗證，PINK1 KO 單核細胞表面 MHCⅡ、CD86、PD-L1 和 ICAM1 的蛋白表達水平升高，且體外實驗顯示，PINK1 KO 骨髓來源巨噬細胞在脂多糖（LPS）刺激下分泌更高水平的 IL-6、IL-1β，其條件培養基可增強 CD8? T 細胞的細胞毒性分子表達。這表明，PINK1 缺陷通過 “細胞接觸 - 細胞因子分泌” 雙重機制放大 T 細胞活化。
4. 腸道炎癥與運動功能障礙的關聯
糞便炎癥標志物檢測顯示，PINK1 KO 感染小鼠的 lipocalin-2 和 calprotectin 水平在感染后 2 周和 4 周顯著高于野生型，且部分小鼠出現糞便含水量降低、排便頻率減少等便秘表型，與 PD 患者的胃腸道癥狀一致。盡管不同隊列間表型存在差異，但提示腸道炎癥與運動功能障礙可能通過免疫失調連鎖發生。
結論與討論
本研究首次系統揭示了 PINK1 缺陷在腸道感染誘導 PD 樣病理中的關鍵作用：PINK1 通過抑制髓系細胞的過度活化與促炎極化，調控抗原呈遞及效應 T 細胞的異常激活，從而避免自身免疫反應對多巴胺能神經元的攻擊。研究發現，PINK1 缺失導致線粒體來源囊泡（MDVs）介導的抗原呈遞增強，進而激活線粒體抗原特異性 CD8? T 細胞，這一機制可能成為 PD 早期免疫干預的新靶點。
該研究不僅填補了 PD 前驅期免疫機制的關鍵空白，還為開發基于免疫調控的早期診斷標志物（如循環髓系細胞活化標志物）和治療策略（如抑制 MHC - 抗原呈遞通路）提供了實驗依據。未來研究可進一步探索 PINK1 調控髓系細胞代謝（如 HIF1α 信號）與免疫功能的分子機制，以及腸道微生物群在這一過程中的潛在作用，為 PD 的精準醫療開辟新方向。
