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2025年7月5日，廣州醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科徐評(píng)議教授等在Journal of Neuroinflammation發(fā)表：LAG3 limits regulatory T cell proliferation in α-synuclein gut-to-brain transmission model，揭示了LAG3限制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在α-突觸核蛋白腸腦傳播模型中的增殖。

病理性α-突觸核蛋白（α-syn）可以從腸道傳播到中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS），其中CD4+T細(xì)胞在這一過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。淋巴細(xì)胞激活基因3（LAG3）參與腸道炎癥，調(diào)控CD4+T細(xì)胞的增殖和功能，并且可以在細(xì)胞間傳播過(guò)程中特異性結(jié)合病理性α-syn。然而，LAG3是否參與病理性α-syn從腸道向大腦的傳播仍不清楚。作者使用了LAG3基因敲除小鼠，并將α-syn預(yù)制前體纖維（PFF）注射至幽門(mén)及十二指腸的縱行肌與環(huán)肌層之間構(gòu)建帕金森病（PD）模型。通過(guò)免疫組化染色、Western blot和流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)TH、α-syn、促炎因子、屏障相關(guān)蛋白以及CD4+T細(xì)胞分化的變化。LAG3缺失改善了腸道功能障礙，并提高了腸道和血腦屏障中緊密連接蛋白的表達(dá)水平。在從小鼠脾臟中分離的CD4+T細(xì)胞中，LAG3缺失抑制了α-syn PFF的聚集，從而抑制了由α-syn PFF引發(fā)的毒性T細(xì)胞反應(yīng)。LAG3缺陷還增強(qiáng)了IL-2/STAT5信號(hào)通路，該通路在體內(nèi)和體外均可調(diào)控Treg的比例。

圖一 LAG3缺失可減輕PFF注射后的運(yùn)動(dòng)功能障礙、多巴胺能神經(jīng)元變性及α-syn病理改變

越來(lái)越多的研究證據(jù)表明，病理性α-突觸核蛋白可以從腸道通過(guò)迷走神經(jīng)傳播到中樞神經(jīng)系統(tǒng)。為了評(píng)估LAG3在病理性α-突觸核蛋白腸腦傳播中的作用，使用了LAG3基因敲除小鼠。與注射PBS的野生型小鼠相比，注射PFF的野生型小鼠在曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中待在中心區(qū)域的時(shí)間明顯更少，且在中心區(qū)域以及整個(gè)路徑中移動(dòng)的距離也更短。而注射PBS的野生型小鼠與注射PBS的LAG3基因敲除小鼠之間沒(méi)有顯著差異。此外，注射PFF的野生型小鼠爬桿所需時(shí)間增加，但LAG3缺失可防止這種增加。在注射PBS的兩組小鼠之間，爬桿所需時(shí)間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這些結(jié)果表明，該模型中存在心理和運(yùn)動(dòng)功能障礙，而LAG3缺失部分緩解了由α-突觸核蛋白PFF引起的不良影響。免疫組化分析顯示，注射PFF的野生型小鼠紋狀體中酪氨酸羥化酶陽(yáng)性細(xì)胞密度顯著減少，黑質(zhì)中酪氨酸羥化酶陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量也減少。相比之下，注射PFF的LAG3基因敲除小鼠在紋狀體中酪氨酸羥化酶陽(yáng)性細(xì)胞密度更高，黑質(zhì)中此類(lèi)細(xì)胞數(shù)量也更多。作者進(jìn)一步檢測(cè)了內(nèi)源性磷酸化α-突觸核蛋白和總α-突觸核蛋白水平。注射PFF的野生型小鼠在十二指腸和黑質(zhì)中磷酸化α-突觸核蛋白和總α-突觸核蛋白水平均升高，表明該模型中出現(xiàn)了典型的α-突觸核蛋白病理改變。相比之下，注射PFF的LAG3基因敲除小鼠中上述蛋白水平有所下降，提示LAG3缺失抑制了磷酸化α-突觸核蛋白的擴(kuò)散。此外，在注射PFF的野生型小鼠中，紋狀體和腸道中SDS可溶性α-突觸核蛋白水平升高，而LAG3缺失則抑制了這種升高。而在注射PBS的兩組小鼠之間，磷酸化α-突觸核蛋白、總α-突觸核蛋白或SDS可溶性α-突觸核蛋白水平均無(wú)顯著差異。綜上所述，LAG3基因敲除可減輕注射α-突觸核蛋白PFF后出現(xiàn)的行為障礙、多巴胺能系統(tǒng)損傷以及磷酸化α-突觸核蛋白的傳播。

圖二 T細(xì)胞上缺乏LAG3可提高調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的比例

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CD4+T細(xì)胞在腸道炎癥和α-突觸核蛋白聚集過(guò)程中發(fā)揮重要作用。接下來(lái)，作者探討了LAG3在腸道和脾臟中不同T細(xì)胞亞群中的作用。在脾臟和腸道固有層中，四組之間CD3+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的比例均無(wú)明顯差異。隨后進(jìn)一步分析了CD4+T細(xì)胞的不同亞型，包括Th17、Th1和Treg細(xì)胞。在腸道固有層中，注射PFF的野生型小鼠中CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞比例顯著降低，而在注射PFF的LAG3基因敲除小鼠中該比例部分恢復(fù)。與此同時(shí)，在注射PBS的野生型小鼠與注射PBS的LAG3基因敲除小鼠之間沒(méi)有觀(guān)察到顯著差異。類(lèi)似地，在脾臟中，注射PFF的野生型小鼠CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞比例明顯低于注射PFF的LAG3基因敲除小鼠，而在注射PBS的兩組小鼠之間也沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。對(duì)于Th17和Th1細(xì)胞亞群，在脾臟或腸道固有層中，四組之間均未觀(guān)察到顯著差異。這些結(jié)果表明，注射PFF可導(dǎo)致腸道固有層和脾臟中Treg細(xì)胞比例下降，而LAG3缺失能夠部分逆轉(zhuǎn)這種減少的趨勢(shì)。

圖三 LAG3基因敲除通過(guò)IL-2/STAT5通路調(diào)控Treg細(xì)胞功能

為了驗(yàn)證體外觀(guān)察到的結(jié)果，作者接下來(lái)旨在確定LAG3基因敲除影響Treg細(xì)胞比例的具體通路。IL-2/STAT5通路對(duì)于Treg細(xì)胞的維持至關(guān)重要，而Treg細(xì)胞中IL-2信號(hào)缺陷可導(dǎo)致其增殖功能障礙。在體外用PFF處理的CD4+T細(xì)胞中檢測(cè)了IL-2、JAK-1、STAT5及其磷酸化形式。在從脾臟獲取的CD4+T細(xì)胞中，Western blot分析顯示四組之間的JAK-1和STAT5表達(dá)水平無(wú)顯著差異。然而，IL-2、p-JAK-1(Tyr1034/1035)和p-STAT5(Tyr694)水平在注射PFF的野生型小鼠和LAG3缺失組中均降低，其中注射PFF的LAG3缺失組顯示出比注射PFF的野生型組更高的水平，但仍低于注射PBS的LAG3缺失組。這些結(jié)果表明，注射PFF降低了IL-2/STAT5通路中蛋白質(zhì)的磷酸化水平，而LAG3缺失能夠有效改善這些磷酸化水平。此外，與注射PBS的LAG3缺失組相比，注射PBS的野生型組中IL-2表達(dá)及JAK-1和STAT5的磷酸化水平較低。由于LAG3已被證明可以通過(guò)IL-2/STAT5通路影響Treg細(xì)胞的功能，進(jìn)一步在體內(nèi)評(píng)估了這些信號(hào)通路蛋白。體內(nèi)分析顯示，在腸道固有層或脾臟中，四組之間的JAK-1和STAT5表達(dá)水平?jīng)]有顯著差異。然而，對(duì)于這些蛋白質(zhì)的磷酸化形式，注射PFF的LAG3缺失小鼠表現(xiàn)出比注射PFF的野生型小鼠更高的JAK-1和STAT5磷酸化水平以及IL-2表達(dá)，盡管這些水平仍低于注射PBS的野生型或LAG3缺失小鼠。在脾臟中，注射PBS的LAG3缺失小鼠表現(xiàn)出比注射PBS的野生型小鼠更高的JAK-1和STAT5磷酸化水平及IL-2表達(dá)。在腸道固有層中，注射PBS的LAG3缺失小鼠也顯示出比注射PBS的野生型小鼠更高的STAT5磷酸化水平及IL-2表達(dá)水平，除了JAK-1磷酸化水平。這些數(shù)據(jù)表明，注射PFF不會(huì)顯著影響STAT5、JAK-1或IL-2Rβ的表達(dá)，但會(huì)減少它們的磷酸化水平。LAG3缺失可以減輕這些變化。綜上所述，IL-2/STAT5通路是LAG3調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞功能并調(diào)控α-突觸核蛋白PFF效應(yīng)的關(guān)鍵通路。

綜上所述， LAG3在病理性α-突觸核蛋白存在的情況下會(huì)限制Treg細(xì)胞的增殖與功能，并促進(jìn)α-突觸核蛋白從腸道向大腦的傳播。靶向腸道中的LAG3可能為帕金森病的治療提供一種有前景的策略。

文章來(lái)源

https://doi.org/10.1186/s12974-025-03502-7