综述:α-突触核蛋白在帕金森病中与抑郁的交汇点

《npj Parkinson's Disease》:α-synuclein in Parkinson’s disease: a central point of convergence with depression

【字体: 时间:2025年11月21日 来源:npj Parkinson's Disease 6.7

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  本综述聚焦帕金森病(PD)与抑郁的复杂双向关系,提出α-突触核蛋白(α-syn)是二者病理交汇的核心枢纽。文章系统阐述了α-syn异常聚集通过影响下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、单胺能神经传递、神经炎症及线粒体功能等关键通路,不仅驱动PD运动症状,也导致抑郁等前驱非运动症状。作者整合基因组与转录组二次分析,揭示了维生素D受体(VDR)通路、先天免疫反应和细胞凋亡等共享分子机制,为将抑郁作为PD早期诊断和病情监测的生物标志物提供了理论依据,并强调了针对α-syn的干预策略在改善PD共病抑郁中的潜在价值。

  
α-突触核蛋白神经病理学在帕金森病中的作用
α-突触核蛋白(α-syn)是一种由SNCA基因编码的14 KDa天然未折叠蛋白,在生理状态下参与突触囊泡运输、内吞/外吐作用以及SNARE复合物的组装,对维持多巴胺能神经元等高频放电神经元的功能至关重要。然而,在帕金森病(PD)中,α-syn发生错误折叠和聚集,形成路易体(LBs)和路易神经突(LNs),成为PD的神经病理学标志。这些聚集体会引发神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍等一系列细胞毒性效应,最终导致神经元死亡。
根据Braak分期理论,α-syn病理的传播遵循特定模式:从嗅球和自主肠神经系统开始,经迷走神经背侧运动核(DMV)向上蔓延至中缝核(RN)、蓝斑核(LC),最终累及黑质(SN)和大脑皮层。这一传播过程与PD的前驱期、临床期和晚期相对应。在前驱期,非运动症状(NMS)如抑郁、便秘、嗅觉减退等可比运动症状早出现十年甚至二十年。
α-突触核蛋白在抑郁中的作用
近年研究发现α-syn在抑郁的病理生理中也扮演重要角色。在重度抑郁障碍(MDD)患者血液和血清中,α-syn的转录本和蛋白水平显著升高。动物实验进一步证实,海马区α-syn的过表达会诱发抑郁样行为、突触功能相关基因(如VAMP2、SYNTAXIN)下调以及神经炎症因子(如IL-1β、IL-6、TNF-α)的上调。敲除SNCA基因则可逆转这些效应。这些证据将α-syn定位为连接PD病理与抑郁的关键节点。
α-突触核蛋白与PD及抑郁分子机制的相互作用
多种关键通路构成了PD与其最常见非运动症状——抑郁的汇合点,包括HPA轴功能紊乱、多巴胺能/5-羟色胺能/去甲肾上腺素能神经传递受损、氧化应激增加、线粒体功能障碍、神经营养支持减少以及神经炎症。
HPA轴功能障碍
慢性心理压力导致HPA轴过度激活,引起糖皮质激素(GC)如皮质醇(CORT)水平升高。皮质醇通过与糖皮质激素受体(GR)结合发挥转录调控作用。在病理状态下,GR敏感性或生物利用度下降,导致HPA轴负反馈失灵,形成高皮质醇血症。GR激活可反式激活SNCA和LRRK2的表达,促进α-syn的积累。反之,α-syn的过表达也会破坏下丘脑和海马的GR/盐皮质激素受体(MR)平衡,进一步加剧HPA轴失调和应激敏感性,形成恶性循环。
α-突触核蛋白引起的神经递质系统紊乱
  • 5-羟色胺能系统:根据Braak分期,α-syn病理早期即累及中缝核。在A53T SNCA携带者中,纹状体、脑干和边缘系统的5-羟色胺转运体(SERT)结合力显著降低。小鼠模型中,5-羟色胺能神经元特异性过表达α-syn会导致脑源性神经营养因子(BDNF)产生减少、5-羟色胺神经传递受损,并出现抑郁样表型。使用反义寡核苷酸降低α-syn表达可改善这些异常。
  • 多巴胺能系统:黑质多巴胺能神经元死亡是PD的核心特征。慢性应激和高皮质醇血症会增加毒性代谢物DOPAL的水平,促进α-syn聚集,同时损害多巴胺转运体(DAT)的可用性,从而加剧运动障碍和抑郁症状。
  • 去甲肾上腺素能系统:α-syn病理到达蓝斑核会导致去甲肾上腺素(NE)缺乏。研究表明,α-syn可能通过影响酪氨酸羟化酶和多巴胺β-羟化酶的折叠,或通过与微管相互作用影响去甲肾上腺素转运体(NET)的膜表达,从而干扰NE的合成和再摄取。
α-突触核蛋白与神经炎症
PD和抑郁患者的脑组织中均发现促炎细胞因子(如IFN-γ, IL-6, IL-1β, TNF-α)水平升高。α-syn聚集与HPA轴失调共同促进小胶质细胞和星形胶质细胞的过度激活。GR功能下调会解除对NF-κB等促炎通路的抑制,加剧神经炎症。研究表明,抑郁可通过激活小胶质细胞P2X7R受体,触发NLRP3炎性体活化,进而促进α-syn介导的神经毒性。
α-突触核蛋白与细胞生物能学/线粒体功能障碍
线粒体功能紊乱是连接抑郁与PD神经退行性变的重要桥梁。慢性应激和糖皮质激素可导致活性氧(ROS)增加、氧消耗率(OCR)降低、抗氧化剂(如DJ1、SOD2)减少。线粒体功能障碍和膜通透性改变又会促进ROS释放,而ROS会损伤α-syn并促其在线粒体内聚集,聚集的α-syn又会抑制复合物I活性,形成恶性循环。此外,线粒体心磷脂与突变型A53T α-syn相互作用也会促进寡聚化,导致线粒体功能进一步受损。
α-突触核蛋白加剧神经发生受损和细胞凋亡
海马是成体神经发生的关键脑区之一,其过程受损与PD和抑郁均相关。BDNF在这一过程中发挥核心作用,通过TrkB介导的MAPK/ERK信号支持神经发生,并通过PI3K/Akt通路调控细胞凋亡。在PD伴抑郁患者中,血清BDNF水平降低。α-syn过表达会抑制PKC信号,激活GSK3β,抑制ERK,从而导致BDNF下调,加速多巴胺能神经元变性。α-syn过表达还会损害海马齿状回的神经发生和树突发生,并伴有5-羟色胺能神经支配减少和突触囊泡释放关键蛋白(如Synapsin-1, RIM3)下调。
α-突触核蛋白相关网络在抑郁和帕金森病中的作用:来自GWAS、表达数据和功能富集工具的见解
通过对公共基因组和转录组数据库进行二次分析,研究者发现了PD(伴有SNCA多态性或α-syn差异表达)与MDD共享的遗传位点和差异表达基因(DEGs)。
基因组分析揭示了10个共享遗传位点,其中最显著的是激酶DYRK1A以及HLA-II类分子HLA-DRB1和HLA-DQA1。DYRK1A可磷酸化α-syn,并导致5-羟色胺能和多巴胺能神经元死亡。HLA分子则负责将α-syn抗原呈递给T细胞,触发神经炎症。功能注释将HLA-DRB1和HLA-DQA1富集到“维生素D受体通路”,提示该通路可能在α-syn相关的PD加重中起作用。
转录组分析识别出57个在PD和MDD中共同的差异表达基因。通路富集分析显示“先天免疫反应”和“内源性凋亡信号通路”最为显著。这些基因(如MAP3K5/ASK1、CARD8、GRB2、SP100等)的表达变化虽然幅度不大,但在慢性神经退行性疾病中具有重要的功能意义,共同指向低度炎症和细胞死亡状态。
讨论与治疗意义
本综述通过多组学分析,提出了新的见解,将α-syn定位为PD加重与抑郁之间的交汇点。VDR通路失调、先天免疫反应的慢性激活以及内源性凋亡可能共同促进了加剧PD的神经炎症和神经退行性变。
抑郁在PD患者中非常普遍,但目前的抗抑郁治疗对PD伴抑郁的疗效有限。鉴于α-syn在两者相互作用中的核心地位,将α-syn与抑郁联合作为PD前驱期的生物标志物,有助于早期诊断和患者分层。针对α-syn的疗法(如免疫疗法)虽在临床试验中尚未取得显著成功,但将其与现有的抗抑郁方案或针对PD内表型的辅助疗法相结合,可能是一种有前景的策略。例如,在调节5-羟色胺能的同时靶向α-syn,可能会增强神经保护、改善非运动症状并促进神经修复。未来需要在前瞻性队列和动物模型中对这些机制通路进行充分验证,并将分子见解与精准医疗策略相结合。
结论
这篇综述系统阐述了α-突触核蛋白在帕金森病与抑郁共病中的核心作用。α-syn病理与抑郁症状之间存在双向互促关系:α-syn的早期传播至边缘系统可导致前驱期抑郁;而抑郁相关的慢性应激和HPA轴失调又会加速α-syn聚集和PD进展。通过多组学分析发现的共享遗传和转录特征,为理解这一复杂相互作用提供了新视角,并强调了将抑郁作为α-syn病理驱动下的PD早期诊断和病情监测生物标志物的潜力,为开发新的治疗策略指明了方向。
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