楊夢艷, 周小濤, 張繼川, 陳艷梅
(昆明理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院,云南 昆明 650550)
阿爾茨海默病(Alzheimer disease, AD)是神經(jīng)退行性疾病的一種。全世界的癡呆癥患者數(shù)約為5 000 萬,每年新增的癡呆癥人數(shù)約為1 000 萬,AD是癡呆癥中患病率最高的疾病,AD 患者占癡呆癥患者的60%~80%[1]。AD 的發(fā)病機(jī)制目前尚不明確,其病理特征主要為腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein, Aβ)聚集成的淀粉樣斑塊沉積和τ 蛋白(tau protein)過度磷酸化產(chǎn)生的神經(jīng)纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles, NFTs),由此導(dǎo)致神經(jīng)元損傷和膠質(zhì)細(xì)胞聚集[2]。通常AD 前期發(fā)展緩慢,若不加以控制會(huì)隨時(shí)間推移而逐步惡化,其臨床表現(xiàn)為記憶力逐漸下降,認(rèn)知功能衰退等。AD 根據(jù)發(fā)病形式分為家族性和散發(fā)性(遲發(fā)性)兩種,散發(fā)性AD 是占絕大多數(shù),載脂蛋白E4(apolipoprotein E4, ApoE4)是散發(fā)性AD 的風(fēng)險(xiǎn)蛋白[3]。目前AD 的治療方案主要以緩解癥狀為主,而且針對性的候選藥物沒通過后期臨床試驗(yàn)。
小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥可能是AD 治療失敗的原因之一。在大腦發(fā)育的早期階段,小膠質(zhì)細(xì)胞主要負(fù)責(zé)調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system, CNS)內(nèi)神經(jīng)元細(xì)胞的數(shù)量。在正常生理狀態(tài)下,小膠質(zhì)細(xì)胞是穩(wěn)態(tài)表型,調(diào)控和監(jiān)測著周圍微環(huán)境的穩(wěn)定。小膠質(zhì)細(xì)胞具有功能可塑性,當(dāng)腦內(nèi)出現(xiàn)感染、損傷等時(shí),小膠質(zhì)細(xì)胞被激活,迅速轉(zhuǎn)移至損傷部位并負(fù)責(zé)清除有害物質(zhì)包括入侵微生物、細(xì)胞碎片、有毒的蛋白質(zhì)聚集體等[4]。適度的神經(jīng)炎癥在CNS 發(fā)育和損傷后起修復(fù)和保護(hù)的作用,但小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活(慢性持續(xù)激活)引發(fā)的神經(jīng)炎癥是有害的,可造成認(rèn)知功能下降,最終導(dǎo)致AD 的發(fā)展[5]。因此小膠質(zhì)細(xì)胞是否具有保護(hù)功能尚存在爭議。本文介紹了小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫應(yīng)答反應(yīng)及其參與AD 發(fā)病的機(jī)制,并綜述了靶向小膠質(zhì)細(xì)胞治療AD的可能方案。
AD 發(fā)病因素包括氧化應(yīng)激,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,Aβ 的產(chǎn)生和 τ 蛋白的過度磷酸化,以及后續(xù)誘發(fā)的神經(jīng)炎癥[6]。氧化應(yīng)激被認(rèn)為是AD 發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵角色之一。AD 患者腦內(nèi)過量的活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成會(huì)通過控制誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)轉(zhuǎn)錄而導(dǎo)致DNA 損傷,調(diào)節(jié)過氧亞硝酸鹽(ONOO)生成等。ONOO、iNOS 和ROS 水平的升高導(dǎo)致活性氮(reactive nitrogen species, RNS)的產(chǎn)生[7],RNS 和ROS 水平的升高誘導(dǎo)β-和γ-分泌酶的催化作用而導(dǎo)致Aβ生成,并阻止Aβ進(jìn)入體循環(huán)排泄,因此增加了Aβ 的沉積和生成[8]。
Aβ 的毒性主要是由寡聚體或者小的聚合物所介導(dǎo)。τ 蛋白主要調(diào)節(jié)微管的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,但τ 蛋白過度磷酸化造成微管結(jié)構(gòu)破壞,導(dǎo)致神經(jīng)元纏結(jié)。在AD中,Aβ的出現(xiàn)先于τ蛋白的病理學(xué)改變[9]。Aβ寡聚物與τ 蛋白相互作用。細(xì)胞內(nèi)Aβ/τ 蛋白復(fù)合物可以加速τ 蛋白過度磷酸化和Aβ 聚集,并且Aβ 聚集形式(即斑塊、低聚物)可能提供促進(jìn)τ蛋白聚集和傳播,促進(jìn)疾病進(jìn)展[10]。在Aβ 引起的突觸功能障礙中也可以觀察到τ 蛋白的身影,說明Aβ 和τ 蛋白在AD發(fā)病機(jī)制中聯(lián)合發(fā)揮作用[11]。
腦中Aβ沉積是AD 的起始事件這一假說一直在學(xué)術(shù)界流行多年,現(xiàn)在越來越多的證據(jù)表明AD 發(fā)病機(jī)制是多方面的。AD 患者中炎癥標(biāo)志物水平升高以及AD 風(fēng)險(xiǎn)基因的檢測表明,神經(jīng)炎癥在AD 的發(fā)病機(jī)制中具有顯著作用。Aβ 引起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的激活,進(jìn)而啟動(dòng)Toll 樣受體4(Tool-like receptor 4,TLR4)/p38 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)/核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)神經(jīng)炎癥信號通路,又通過Nrf2/JNK/Wnt/GSK-3β 途徑產(chǎn)生NFTs 和Aβ 斑塊[12]。神經(jīng)炎癥主要特征是CNS 中小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生促炎因子,包括IL-1β、IL-6、IL-18 和腫瘤壞死因子(tumour necrosis factor, TNF),趨化因子等,它們的釋放可導(dǎo)致突觸功能損傷、神經(jīng)元死亡和神經(jīng)發(fā)生抑制[13]。
谷氨酸是主要的大腦的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)谷氨酸穩(wěn)態(tài)是重要的大腦功能。谷氨酸的代謝失穩(wěn)導(dǎo)致神經(jīng)元興奮性毒性[14]。興奮性毒性最初被認(rèn)為是神經(jīng)退行性疾病的晚期階段的副作用。有文獻(xiàn)提出τ 蛋白和Aβ 參與介導(dǎo)AD 的興奮毒性,后者在AD 早期可能出現(xiàn),并促進(jìn)神經(jīng)變性過程[15]。在AD中,可溶性Aβ 二聚體阻礙谷氨酸被突觸前膜和星形膠質(zhì)細(xì)胞膜上的興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(excitatory amino acid transporters, EAAT)攝取,同時(shí)突觸間隙不存在谷氨酸代謝酶,谷氨酸在突觸間隙中積聚[16],而且淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)和τ 蛋白可以阻礙膠質(zhì)細(xì)胞胞外谷氨酸的進(jìn)入,最終導(dǎo)致胞外谷氨酸濃度升高,從而對神經(jīng)元產(chǎn)生興奮性毒性作用[17]。
2.1 小膠質(zhì)細(xì)胞激活的不同表型作用及轉(zhuǎn)化 神經(jīng)系統(tǒng)中小膠質(zhì)細(xì)胞是胚胎發(fā)生早期遷移大腦的巨噬細(xì)胞,具有特定的形態(tài)。小膠質(zhì)細(xì)胞主要分為靜息M0 型和活化M1/M2 型[18]。小膠質(zhì)細(xì)胞膜受體通過與神經(jīng)元分泌的神經(jīng)遞質(zhì)相互作用維持靜息M0型,維持著神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定[19],釋放各種神經(jīng)營養(yǎng)因子以支持神經(jīng)元回路的形成并促進(jìn)其存活,促進(jìn)未成熟或缺陷神經(jīng)元的程序性細(xì)胞死亡,并通過吞噬作用清除細(xì)胞碎片。小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜息M0 時(shí)胞體較小,有樹枝狀分支,呈梭狀;激活后,其胞體變大,突起及分支消失,呈變形蟲樣,有利于移動(dòng)。
CNS 病變時(shí)會(huì)導(dǎo)致膠質(zhì)細(xì)胞表型改變,主要有經(jīng)典活化狀態(tài)M1 型或選擇活化狀態(tài)M2 型。M1 型小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生促炎因子、細(xì)胞趨化因子和多種神經(jīng)毒性物質(zhì),(如IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18、IL-23 和TNF-α),誘導(dǎo)產(chǎn)生有害炎癥反應(yīng)。M2型小膠質(zhì)細(xì)胞主要分泌抗炎因子(如IL-4、IL-10、ARG1 和TGF-β等),抑制炎癥反應(yīng),同時(shí)還通過分泌腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)生長因子等發(fā)揮神經(jīng)元保護(hù)作用[20]。
在腦出血后的急性期,M1 型小膠質(zhì)細(xì)胞激活促炎并加重顱腦損傷,隨后M2型小膠質(zhì)細(xì)胞激活增加,發(fā)揮抑制炎癥反應(yīng)、損傷修復(fù)等作用[21]。而在AD 這種慢性疾病中,發(fā)病早期小膠質(zhì)細(xì)胞因Aβ 而激活,M1 和M2 型小膠質(zhì)細(xì)胞都增加,主要是M2 型小膠質(zhì)細(xì)胞、吞噬和消化Aβ 從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用;而在AD的后期,M1亞型持續(xù)增加,M2型小膠質(zhì)細(xì)胞通過髓細(xì)胞上表達(dá)的觸發(fā)受體1(triggering receptor expressed on myeloid cells 1, TREM1)信號通路逐漸轉(zhuǎn)換為M1型小膠質(zhì)細(xì)胞,同時(shí),Aβ清除能力降低,且釋放前炎性因子和神經(jīng)毒性物質(zhì)損傷神經(jīng)元[22-24]。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的過度極化和M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的缺乏可能是神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性變的重要機(jī)制。
2.2 小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并吞噬Aβ 促進(jìn)τ 蛋白傳播 Aβ 斑塊內(nèi)出現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞的浸潤,小膠質(zhì)細(xì)胞可以吞噬Aβ、α-突觸核蛋白(α-synuclein)等神經(jīng)退行性疾病中的有毒物質(zhì),同時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞清除Aβ 是有一定的閾值和容量的。在AD 早期,小膠質(zhì)細(xì)胞能有效地清除Aβ,而AD 晚期大腦出現(xiàn)了超量的Aβ,所以小膠質(zhì)細(xì)胞的Aβ清除功能缺陷可能影響AD 的進(jìn)程[25]。此外,單細(xì)胞RNA 分析技術(shù)檢測到具有獨(dú)特轉(zhuǎn)錄和功能特征的小膠質(zhì)細(xì)胞亞群——疾病相關(guān)小膠質(zhì)細(xì)胞(disease-associated microglia, DAM)[26]。Aβ1-42可以觸發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞變形為DAM 型[27]。研究認(rèn)為DAM 只存在于Aβ 周圍,吞噬淀粉樣斑塊,且不會(huì)引發(fā)神經(jīng)炎癥。但是在AD 患者和AD 動(dòng)物模型中,在Aβ 斑塊附近的小膠質(zhì)細(xì)胞從穩(wěn)態(tài)表型轉(zhuǎn)變?yōu)镈AM 型,表現(xiàn)出錯(cuò)位的LC3+自噬體聚集[28],喪失了Aβ 的清除能力。小膠質(zhì)細(xì)胞還表達(dá)趨化因子受體,如CX3CR1 和CXCR4,以 及 整 合 素,如CD11b 和CD11c,可以控制小膠質(zhì)細(xì)胞在CNS 中的遷移和定位,并增強(qiáng)它們結(jié)合并吞噬和消除靶細(xì)胞的能力[4]。此外,神經(jīng)退行性小膠質(zhì)細(xì)胞(neurodegenerative microglia, MGnD)響應(yīng)Aβ 斑塊激活,以分泌外泌囊泡方式加速τ蛋白傳播[9]。
2.3 小膠質(zhì)細(xì)胞參與神經(jīng)炎癥反應(yīng)加重AD Aβ增加時(shí),過度激活的小膠質(zhì)細(xì)胞誘發(fā)持續(xù)的炎癥,神經(jīng)炎癥反應(yīng)是AD 病理過程中關(guān)鍵的角色,被普遍認(rèn)為是AD中的第三個(gè)標(biāo)志性里程碑事件。
小膠質(zhì)細(xì)胞可以通過膜表面受體如TLR2/4、RAGE 等與可溶性Aβ 寡聚體和纖維結(jié)合,激活NADPH 氧化酶2,然后產(chǎn)生大量的ROS,ROS 又作為第二信使啟動(dòng)NF-κB 依賴的信號通路或MAPK 信號通路,產(chǎn)生低程度的炎癥和神經(jīng)毒性[29-30]。AD 病理進(jìn)程中,RNS 和ROS 水平升高可引起小膠質(zhì)細(xì)胞活化并伴隨著核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3, NLRP3)炎癥小體激活。DAM 型小膠質(zhì)細(xì)胞被激活同時(shí)NLRP3 炎癥小體也被激活,促進(jìn)caspase-1活化,并加工IL-1β 和IL-18的前體,促進(jìn)核內(nèi)含caspase 募集結(jié)構(gòu)域的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain, ASC)的形成并釋放到胞外,而釋放的ASC 斑點(diǎn)可以進(jìn)入臨近小膠質(zhì)細(xì)胞并功能性加入NLRP3 炎癥小體,觸發(fā)隨后的免疫反應(yīng)[31];所以,Aβ 聚集體激活炎癥小體,反之,炎癥小體的激活也會(huì)加劇體內(nèi)Aβ 和τ 蛋白病理變化。Aβ1-42在釋放后可以快速地和ASC 斑點(diǎn)形成復(fù)合物,加速Aβ 的聚集[32]。小膠質(zhì)細(xì)胞的持續(xù)激活和周邊的炎癥化又會(huì)增加Aβ 的產(chǎn)生[31]。這樣小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的ASC-Aβ 復(fù)合物的增加在相鄰的神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞之間循環(huán)(圖1)。小膠質(zhì)細(xì)胞的異常激活參與慢性神經(jīng)炎癥的產(chǎn)生,因此,小膠質(zhì)細(xì)胞在AD發(fā)生發(fā)展中的作用不容忽視。
Figure 1.Aβ plaques stimulate the release of pro-inflammatory factors in microglia.Aβ plaques interact with microglia surface receptors and then promote the production of inflammatory mediators by activating MAPK/NF-κB signaling pathway or inflammasome.圖1 Aβ斑塊激活的小膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎介質(zhì),并促進(jìn)慢性神經(jīng)炎癥
2.4 小膠質(zhì)細(xì)胞在吞噬病理蛋白的同時(shí)造成突觸丟失 在病理情況下小膠質(zhì)細(xì)胞參與了含τ 蛋白突觸的消除[9]。在突觸部位,小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)補(bǔ)體受體CR3識別Aβ 激活的補(bǔ)體系統(tǒng),觸發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬突觸。最近的研究顯示小膠質(zhì)細(xì)胞中的TREM2及其受體DAP12 通過介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞存活和Aβ 清除發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[33]。然而TREM2 是可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用,但容易造成突觸丟失,是AD的關(guān)鍵因素,海馬中的TREM2敲除可防止神經(jīng)元丟失[34]。所以小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬作用也可能是神經(jīng)退行性變的雙刃劍。一方面,它可以促進(jìn)AD 中病理性蛋白質(zhì)的清除;另一方面,如果蛋白質(zhì)消化受損,它可能會(huì)促進(jìn)致病種子的傳播,或者如果修剪過多的突觸,則會(huì)導(dǎo)致突觸丟失。
3.1 AD 的藥物治療現(xiàn)狀 目前,AD 的臨床治療藥物種類少。治療方法主要是通過恢復(fù)大腦內(nèi)參與認(rèn)知和突觸傳遞的乙酰膽堿的水平。FDA 批準(zhǔn)的藥物包括多奈哌齊、利斯的明、加蘭他敏和美金剛,其中前三種藥物是乙酰膽堿酯酶抑制劑,美金剛則是靶向N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartatic acid,NMDA)受體的抑制劑[35]。這些藥物也只能在有限時(shí)間抑制病情。因此,迫切需要尋找更有效的藥物?,F(xiàn)有一些舊藥新用的研究。雷帕霉素治療通過減少APP 生成減少老年性斑塊沉帕霉素還通過促進(jìn)自噬增加Aβ清除率,還可降低τ蛋白過度磷酸化[36];京尼平可以改善AD 鼠的認(rèn)知能力[37]。黃酮類化合物通過mTOR/自噬信號通路促進(jìn)Aβ 肽的清除,抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡和Aβ 產(chǎn)生的關(guān)鍵酶,抑制τ 蛋白磷酸化,具有減緩AD 的潛力[38]。這些生化制劑還需要進(jìn)一步研究證實(shí)在臨床上的作用。
3.2 靶向小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬作用治療AD 在AD 患者大腦中,Aβ 的聚集狀態(tài)不同,可溶性的Aβ 低聚物是認(rèn)知功能障礙的關(guān)鍵。靶向抑制Aβ 的產(chǎn)生和寡聚(如抗體治療、抑制β-和γ-分泌酶來減少Aβ 的生成[39])是AD 治療的主流方法。但以Aβ 為目標(biāo)的藥物開發(fā)的成功的很少,可能因?yàn)槌练e的Aβ 斑塊是AD 的主要特征之一,而不是最終原因[39]。所以利用小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用也許是一種可行的治療方案。如ApoEε4 是AD 的風(fēng)險(xiǎn)基因,ApoEε2能增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬Aβ 聚集體,同時(shí)調(diào)節(jié)其炎癥反應(yīng)[3]??诜愐朁S醇X 受體激動(dòng)劑貝沙羅汀可以提高AD小鼠ApoE 表達(dá)水平,可促進(jìn)可溶性Aβ 的快速清除[40]。而利用基因編輯技術(shù)來表達(dá)ApoE2并提高ApoE4攜帶者中的ApoE2表達(dá)水平也有一定可能性。通過阻斷吞噬作用的負(fù)調(diào)節(jié)因子唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素2(sialic acid binding immunoglobulinlike lectin 2, Siglec-2)如CD33 可增加碎片和毒性聚集體的吞噬,并恢復(fù)衰老小鼠的認(rèn)知功能障礙[12]。TREM2的各種激動(dòng)性抗體也可以通過提高小膠質(zhì)細(xì)胞對Aβ 的吞噬并通過改善Aβ 病理發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)特性。此外,TAM 受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞對Aβ 物質(zhì)的吞噬作用反而促進(jìn)致密核心斑塊的形成[41],所以未來研究也應(yīng)致力于抑制小膠質(zhì)細(xì)胞對彌散斑塊的攝取并配合消除致密性斑塊產(chǎn)生。
然而通過減少Aβ 沉積和清除Aβ 寡聚體沒有產(chǎn)生令人滿意的效果,原因可能是Aβ 不是AD 過程中唯一的致病蛋白。含有過度磷酸化τ 蛋白的神經(jīng)元纖維纏結(jié)也是AD 病理學(xué)的標(biāo)志。MGnD 不僅由Aβ斑塊激活,似乎也可響應(yīng)AAV-P301L-tau 注射而被激活[9]。靶向Aβ 或τ 蛋白神經(jīng)毒性的研究并未顯示出治療AD 的顯著療效。而且上文提到MGnD 會(huì)促進(jìn)τ 蛋白的傳播,因此,僅關(guān)注Aβ 或τ 蛋白在AD 病變中的作用而忽略兩者之間的相互作用可能并不完全正確。未來也許可以把目光放在Aβ和τ蛋白之間交叉相互作用來抑制Aβ/τ 蛋白共聚集體的形成[10],以及小膠質(zhì)細(xì)胞在τ蛋白傳播上的作用上。
鑒于補(bǔ)體在突觸丟失中的作用,因此靶向C1q/CR3 通路可能是治療AD 的有價(jià)值的選擇。小膠質(zhì)細(xì)胞異常激活還能吞噬活的神經(jīng)元造成神經(jīng)元死亡或丟失[42],所以促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞有利的吞噬作用很有必要。
3.3 靶向小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥的治療 AD 中抗炎藥物如非甾體抗炎藥、低劑量阿司匹林,在臨床試驗(yàn)中的結(jié)果卻沒達(dá)到預(yù)期效果??寡姿幬锱R床試驗(yàn)失敗的原因尚不清楚,但并不意味著抗炎治療沒有意義。在AD模型中,抑制NLRP3炎癥小體可以降低小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。米諾環(huán)素可以抑制NLRP3炎癥小體,但米諾環(huán)素靶向炎癥反應(yīng)并不能延緩AD患者認(rèn)知缺陷的進(jìn)展。嘌呤能P2X受體7(purinergic P2X receptor 7, P2X7R)參 與NLRP3 炎 癥 小 體激活[43],因此,拮抗P2X7R 也可能減輕小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)。在AD患者的神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)失衡[44],調(diào)整和維持內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)可減少前炎癥性小膠質(zhì)細(xì)胞毒性,例如,AD鼠給予大麻素受體2激動(dòng)劑β-石竹烯可減少前炎癥細(xì)胞因子的釋放[45]。
小膠質(zhì)細(xì)胞的兩種活化表型可以互相轉(zhuǎn)變從而調(diào)節(jié)AD 的炎癥病理進(jìn)程,發(fā)揮神經(jīng)毒性或神經(jīng)保護(hù)作用[46]。研究顯示,原兒茶酸可促進(jìn)M1 到M2 表型轉(zhuǎn)換[47];蝦青素通過下調(diào)miR-31-5p抑制小膠質(zhì)細(xì)胞M1 活化[48]。IL-4 和IL-10 可增強(qiáng)M2 小膠質(zhì)細(xì)胞表型[49]。維生素D 將M1 轉(zhuǎn)變?yōu)镸2 極化狀態(tài)[50]。一些非編碼RNA 可以調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥,miR-367可以促進(jìn)M2極化減輕小膠質(zhì)細(xì)胞的炎性損傷[51]。TREM2 的可溶性片段sTREM2 可作為M2/M1型轉(zhuǎn)換觸發(fā)炎癥反應(yīng)的生物標(biāo)志物[52]。sTREM2 水平隨Aβ沉積一起增加,降低AD患者腦中的sTREM2濃度似乎也是降低AD 風(fēng)險(xiǎn)的一種有希望的方法??寡滓蜃右葝u素樣生長因子1(insulin-like growth factor 1, IGF-1)在AD 早期顯著上調(diào),但在AD 后期下調(diào),sTREM2 拮抗劑加IGF-1 激動(dòng)劑的組合在研究中治療效果顯著[33]。結(jié)合小膠質(zhì)細(xì)胞在誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥中的作用,可認(rèn)為通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞而緩解大腦的炎癥,有望治療人類AD[53]。
3.4 靶向小膠質(zhì)細(xì)胞導(dǎo)致的神經(jīng)元興奮性損傷來治療AD 小膠質(zhì)細(xì)胞激活會(huì)分泌過多神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸,過量產(chǎn)生導(dǎo)致神經(jīng)元損傷。而小膠質(zhì)細(xì)胞分泌的TNF-α 會(huì)促進(jìn)谷氨酸的神經(jīng)元之間傳遞,證明小膠質(zhì)細(xì)胞導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙;目前已克隆出表達(dá)于細(xì)胞膜上的高親和力的EAAT1-5,如谷氨酸-天冬 氨 酸 轉(zhuǎn) 運(yùn) 體(glutamate-aspartate transporter,GLAST/EAAT1)、谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1(glutamate transporter-1, GLT-1/EAAT2)[54-55]等,利用這些受體的靶向表達(dá)(如膠質(zhì)細(xì)胞),可以清除突觸間隙中積聚的谷氨酸。還可以通過干預(yù)谷氨酸釋放來抑制神經(jīng)元的這種過度興奮,進(jìn)而起到預(yù)防或早治療AD 的作用[16]。未來的研究將集中證明這種AD 發(fā)病早期機(jī)制的非Aβ依賴性途徑,拓寬AD的治療策略。
3.5 通過小膠質(zhì)細(xì)胞更新、移植治療AD 有研究在病理τ蛋白和Aβ的周圍檢測到衰老小膠質(zhì)細(xì)胞。衰老的小膠質(zhì)細(xì)胞清除毒性蛋白聚集的能力降低反而會(huì)加速疾病發(fā)展。因此,衰老小膠質(zhì)細(xì)胞的再生可能是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中有希望的治療策略。小膠質(zhì)細(xì)胞的壽命可以達(dá)到15 個(gè)月以上[56],研究觀察到IL-6 依賴的重新填充的小膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)損傷部位的修復(fù)[57],所以通過消融衰老小膠質(zhì)細(xì)胞然后增殖更新或外部單核細(xì)胞移植而重新繁殖年輕健康小膠質(zhì)細(xì)胞[58]。然而,人為消融衰老小膠質(zhì)細(xì)胞可能是有害的,所以這種治療策略的研究還需要考慮AD病理狀態(tài)。
體外生成的人類小膠質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞也已成功移植到小鼠大腦中,多項(xiàng)體內(nèi)研究證實(shí)了移植干細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)特性[12]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過血小板源性生長因子AA(platelet-derived growth factor-AA, PDGF-AA)/中腦星形膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor , MANF)途徑誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞極化至M2 表型。靜脈內(nèi)移植人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞可以促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡譓2表型[59]。
小膠質(zhì)細(xì)胞是CNS 中的免疫細(xì)胞,在大腦中分布較為均勻,其數(shù)量約占腦內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的5%~20%,在神經(jīng)退行性疾病發(fā)病過程中扮演重要角色。長期以來,小膠質(zhì)細(xì)胞由于其吞噬過度磷酸化τ蛋白和Aβ聚集體的能力而被認(rèn)為對AD 有貢獻(xiàn)。小膠質(zhì)細(xì)胞通過吞噬碎片并釋放細(xì)胞因子以維持神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和消除病理性蛋白質(zhì)。然而損傷信號與表面的TLR 結(jié)合又可以介導(dǎo)神經(jīng)炎癥。小膠質(zhì)細(xì)胞激活會(huì)分泌過多神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸并且釋放的TNF-α 促進(jìn)谷氨酸傳遞,產(chǎn)生神經(jīng)元興奮性毒性。目前認(rèn)為小膠質(zhì)細(xì)胞的異常激活最終會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙和促進(jìn)AD的發(fā)展。
現(xiàn)階段AD的治療藥物還是以延緩病情為主要目的。研究主要集中于舊藥新用、藥物聯(lián)用等。靶向小膠質(zhì)細(xì)胞的療法,主要是促進(jìn)其吞噬磷酸化τ蛋白和Aβ 聚集體,抑制吞噬突觸及抗炎等。盡管越來越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明,靶向小膠質(zhì)細(xì)胞是AD 診斷和治療的一種有前途的方法,但臨床進(jìn)展緩慢,所以還要更加重視臨床上的應(yīng)用研究。活化的小膠質(zhì)細(xì)胞是AD進(jìn)展中重要的細(xì)胞參與者,未來如何促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)功能,抑制其損害作用值得關(guān)注,研究人員將深入探索,對未來AD的治療提供更多方案。