Cell：揭示特殊免疫蛋白在机体神经元功能和衰老过程中扮演的关键角色

神经免疫相互作用能介导细胞间通讯，同时也是机体关键大脑功能的基础。作为机体中枢神经系统中驻留的巨噬细胞，小胶质细胞能通过直接的物理相互作用和分子分泌来调节大脑功能，其中一种分泌性分子—补体蛋白C1q就会在发育和疾病模型中促进补体所介导的突触消除作用，然而随着衰老发生，大脑中C1q蛋白的水平就会显著增加。

近日，一篇发表在国际杂志Cell上题为“Microglial-derived C1q integrates into neuronal ribonucleoprotein complexes and impacts protein homeostasis in the aging brain”的研究报告中，来自波士顿儿童医院等机构的科学家们通过研究发现，一种特殊的免疫蛋白或会在衰老大脑中影响神经元蛋白的合成，此前研究结果表明，小胶质细胞能通过利用免疫蛋白C1q标记突触，从而帮助修剪发育中大脑的突触结构。

这项研究中，研究人员发现，神经元也能内化C1q蛋白，而C1q似乎会通过与核糖体蛋白、RNA结合蛋白和细胞质中的RNA相互作用来影响神经元内的蛋白质合成；此外，C1q还会随着时间推移在神经元中积累，这就表明，其在年龄相关的认知功能改变和神经变性疾病中扮演着重要角色。

在缺乏C1q蛋白的成年小鼠中，其机体神经元的产生会显著增加，而且大脑中蛋白质的平衡也会发生改变，这就表明，C1q对于保持大脑中蛋白的平衡非常重要，这些改变或许与年龄有关，而且相比年轻小鼠而言，成年小鼠机体中蛋白质的产生会出现显著差异。神经元能从细胞外吸收C1q蛋白，这一过程依赖于内吞作用（endocytosis），即细胞内化分子的一种特殊方式，研究发现，C1q蛋白中称之为胶原样结构域的部分对于神经元的吸收至关重要。

揭示特殊免疫蛋白在机体神经元功能和衰老过程中扮演的关键角色

图片来源：Cell (2024). DOI:10.1016/j.cell.2024.05.058

从成年小鼠的小胶质细胞中剔除C1q蛋白或会影响其忘记恐惧记忆的能力，这就表明C1q对于机体学习和记忆形成的重要性，而且C1q还有助于记忆和大脑的灵活性，其可能是通过与影响神经元蛋白质产生的特殊神经元复合体的相互作用来发挥作用的。此前研究结果表明，C1q的水平会随着大脑衰老而发生显著增加，尽管C1q蛋白因其在大脑发育和疾病中神经元和突触表面的作用而闻名，但其在衰老大脑中的功能，目前研究人员并不清楚。

这项研究中，研究人员利用了一种广泛的方法进行研究揭示了随着大脑衰老，C1q如何与其它蛋白相互作用，结果发现，在衰老大脑中，C1q能与RNA结合蛋白相互作用，这或许是一项令人非常惊讶的发现，因为其揭示了衰老大脑神经元中C1q的存在，这就表明，诸如小胶质细胞等大脑巨噬细胞所产生的特殊免疫蛋白液会影响机体内部神经元的功能。

这项研究中，研究人员分析了随着大脑衰老，是否C1q的存在会影响大脑中蛋白质的产生，研究人员在缺失C1q的成年小鼠神经元中发现了蛋白质产生水平的增加，此外，移除C1q或会影响小鼠忘记恐惧经历的能力，这就揭示了C1q在成年大脑中的独特作用，而且并不依赖于其在突触修剪中被此前所描述的功能。综上，本文研究揭示了C1q的特殊生物物理学特性，该特性或许就是RNA和年龄依赖性神经元相互作用的基础，同时研究者还阐明了C1q在关键细胞内神经元过程中发挥的重要作用。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Nicole Scott-Hewitt，Matthew Mahoney，Youtong Huang, et al. Microglial-derived C1q integrates into neuronal ribonucleoprotein complexes and impacts protein homeostasis in the aging brain, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.058