Cell Death & Differ:小胶质细胞的"溶酶体失守",华中科技大学夏云/王涛揭示TFEB-ATP6V0C轴或为帕金森治疗新靶点
来源:iNature 2026-07-14 09:54
该研究将TFEB-ATP6V0C轴确立为小胶质细胞蛋白质稳态的关键决定因素,并提示靶向激活该通路是延缓帕金森病病程进展的一种有前景的策略。
最新证据表明,小胶质细胞在帕金森病(Parkinson’s disease, PD)的发病机制中发挥双重调控作用;然而,其在α-突触核蛋白(α-synuclein)清除中的确切功能尚未完全阐明。
2026年6月30日,华中科技大学夏云和王涛共同通讯在Cell Death & Differentiation在线发表题为Dysregulation of the TFEB-ATP6V0C axis in microglia exacerbates α-synuclein pathology through impaired lysosomal acidification in Parkinson’s disease的研究论文。
该研究提供了强有力的证据,表明α-突触核蛋白预形成纤维(α-syn PFF)可损伤小胶质细胞的溶酶体酸化功能,导致自噬流受阻并破坏α-突触核蛋白的降解。这一功能障碍进一步促进小胶质细胞来源的细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)分泌,从而加剧疾病病理改变。
机制研究揭示,α-syn PFF直接与ATP6V0C(V-ATP酶的关键V0亚基)发生相互作用;该相互作用在空间上阻碍V0-V1结构域的组装,从而破坏质子泵复合体的形成并降低ATP6V0C的表达水平。
从功能角度看,体外实验表明,ATP6V0C的过表达可挽救溶酶体酸化的缺陷并促进α-突触核蛋白的降解;而在体内,在α-syn PFF小鼠模型中,ATP6V0C的过表达可减轻神经毒性并减少磷酸化α-突触核蛋白的聚集。进一步研究鉴定出PI3K-AKT-mTOR-TFEB通路是小胶质细胞中ATP6V0C介导的溶酶体酸化的关键调控轴。
值得注意的是,TFEB的激活以及mTOR的抑制均可恢复溶酶体酸度并上调ATP6V0C的表达,从而增强α-突触核蛋白的清除。这些发现将TFEB-ATP6V0C轴确立为小胶质细胞蛋白质稳态的关键决定因素,并提示靶向激活该通路是延缓帕金森病病程进展的一种有前景的策略。

衰老相关神经退行性疾病的病理机制主要源于蛋白质稳态失衡,导致异常蛋白质聚集及继发性神经元功能障碍。在帕金森病(PD)中,标志性病理特征之一是中脑黑质-纹状体区域神经元内α-突触核蛋白(α-syn)的积聚,伴随多巴胺能神经元的进行性丧失。
根据Braak病理分期,PD的神经退行性病变在临床症状出现前数年甚至数十年即已开始。该过程与错误折叠的α-syn聚集体(即α-syn原纤维)的类朊病毒样扩散密切相关,这些聚集体从肠道逐步扩散至脑干,最终到达高级脑区。在PD中,纤维状α-syn聚集体(α-syn PFF)积聚于神经元内,同时在小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞中也检测到显著的α-syn包涵体,进一步支持了其病理传播的概念。
PD治疗面临的一个重大挑战是,病理性的蛋白质聚集过程在临床症状显现前可持续潜伏数十年,而当疾病被确诊时,中枢神经系统已广泛受累。因此,开发靶向清除这些毒性蛋白质包涵体的策略,对于解决PD的潜在病理至关重要。
α-突触核蛋白的蛋白质稳态通过细胞内固有的监测机制维持,主要依赖自噬-溶酶体通路(ALP)和泛素-蛋白酶体系统(UPS)。其中,ALP在降解α-syn聚集体(尤其在小胶质细胞中)发挥关键作用。
对家族性PD病例的遗传学研究强调了ALP功能障碍在疾病发病机制中的关键参与,富含亮氨酸重复序列激酶2(LRRK2)、葡萄糖脑苷脂酶β1(GBA1)、Parkin、TMEM175、DJ-1、PINK1及SCARB2等基因的突变均与溶酶体降解功能受损相关。
新近证据表明,免疫触发的溶酶体功能障碍通过促进路易小体形成,加剧了PD病理。值得注意的是,敲低LAMP2或敲除GBA,并结合α-突触核蛋白原纤维(α-synuclein PFF),足以诱导包涵体形成,这进一步强化了PD中溶酶体损伤与病理性蛋白质聚集之间的关联。
临床研究还发现,GCase(由GBA编码)活性与血浆外泌体α-syn与总α-syn比值呈显著负相关,提示α-syn积聚与溶酶体功能障碍密切相关。

图1.α-syn PFF通过PI3K-AKT-mTOR-TFEB-ATP6V0C轴破坏小胶质溶酶体功能,阻碍α-syn清除,促进病理增殖(摘自Cell Death & Differentiation )
作为细胞内蛋白质降解的最终场所,溶酶体依赖于其高度酸性的腔体来维持蛋白水解活性。负责维持这一酸性环境的关键分子是位于溶酶体膜上的质子泵——液泡ATP酶(v-ATP酶)。溶酶体酸化功能障碍是神经退行性疾病的早期病理事件。
在PD中,已证实GBA1和LRRK2的致病性突变可碱化溶酶体pH值,从而破坏正常的溶酶体功能。环境神经毒素如甲基苯丙胺、鱼藤酮和MPP⁺通过损害溶酶体酸化和功能,进一步加剧PD样病理。然而,PD中溶酶体酸化功能障碍的确切分子机制仍不清楚。
V-ATP酶是一个由两个主要结构域组成的多亚基膜蛋白复合物:定位于细胞质的V1结构域,负责ATP水解;嵌入溶酶体膜的V0结构域,负责质子核转位。V-ATP酶的功能主要依赖于其ATP驱动的质子泵活性,该活性调控多个囊泡过程,包括内吞运输、蛋白质降解、突触囊泡装载和偶联转运。
值得注意的是,在各种刺激下,V-ATP酶复合物可逆性地解离为V1和V0亚复合物,从而有效关闭ATP依赖的质子转运。新出现的证据已将V-ATP酶功能障碍与神经退行性疾病联系起来。在阿尔茨海默病(AD)中,早老素-1(PS1)的功能缺失突变(家族性AD的主要遗传原因)损害了V-ATP酶V0a1亚基向溶酶体的靶向运输,导致溶酶体酸化和自噬清除缺陷。
此外,β-CTF(APP的一个裂解产物)已被证明通过干扰V1亚复合物结合来抑制V0a1功能,从而进一步促进AD中的溶酶体功能障碍。在PD中,近期研究强调了胶质细胞来源的GAK/Aux在调控V-ATP酶Vha44磷酸化和复合物组装中的作用,进而调节溶酶体酸化和α-syn降解。这些发现确立了V-ATP酶功能障碍与PD发病机制之间的直接联系。
鉴于V-ATP酶在维持溶酶体功能中的核心作用,其失调很可能是衰老大脑中病理性蛋白质包涵体积累的关键因素。在本研究中,作者阐明了α-syn PFFs损害小胶质细胞溶酶体酸化的过程及分子机制,并提出TFEB-ATP6V0C轴是小胶质细胞蛋白质稳态的关键决定因素。
进一步探索小胶质细胞中V-ATP酶的调控,可能揭示减轻α-突触核蛋白病理并延缓PD进展的新型治疗渠道。
参考消息:https://www.nature.com/articles/s41418-026-01800-y
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