帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,主要影响60岁以上的老年人,表现为震颤、肌肉僵硬、运动迟缓和步态不稳等症状。全球约有700万人患病,随着人口老龄化的加剧,这一数字将显著增加。随着PD患者数量的增加,其对社会和医疗系统的负担也在不断加重,尤其是在长期护理和治疗方面。
帕金森病(PD)的患病率在男性中显著高于女性,男性的发病风险大约是女性的1.5至2倍。这一性别差异在多个流行病学研究中得到了证实,并且在不同年龄段的患者中普遍存在。尽管已有研究探讨了可能的因素,包括遗传易感性、激素水平差异(如雄激素的神经保护作用)以及生活方式因素(如吸烟等),但具体机制仍不完全明了。
最近,Journal of Clinical Investigation在线发表了一篇题为“PINK1 is a target of T cell responses in Parkinson’s disease”的研究论文,该研究设计了15-肽肽库,覆盖多种与PD病理相关的蛋白。研究使用荧光斑点检测法,测量PD患者和年龄匹配的健康对照个体的外周血单个核细胞对这些蛋白的细胞因子产生情况。该方法确定了多个特异性表位及其HLA限制性,发现线粒体相关蛋白PINK1(调节线粒体稳定性)是T细胞靶向的自身抗原。T细胞反应主要出现在男性PD患者中,这可能是PD异质性的重要因素。
筛选PD相关蛋白的自身抗原T细胞反应
研究从 39 名帕金森病(PD)患者和 39 名健康对照(HC)个体的全血样本中提取外周血单核细胞(PBMCs),评估了六种与 PD 相关的蛋白(PINK1、parkin、OGDH、GBA、SOD1、LRRK2)是否能成为 T 细胞识别靶点,筛选依据包括其遗传关联、在路易小体中的存在及临床前模型中的作用(图 1a)。
假设 PD 患者对这些抗原的 T 细胞反应强于 HC。PBMCs 体外刺激 14 天后,采用三色 Fluorospot 检测 IFNγ、IL-5 和 IL-10,以评估 Th1、Th2 和 Treg 反应。
与对照组相比,PD患者的PINK1特异性T细胞反应性更高(图1b)。PD 患者对 PINK1 的 T 细胞反应频率显著高于 HC。其他神经抗原(GBA、LRRK2、SOD1、OGDH、Parkin)的反应亦增强,但未达统计学显著性。结果表明 PD 患者 PINK1 特异性 T 细胞反应增强,其他神经抗原反应亦可能增加。
图1. 筛选PD相关蛋白的自身抗原T细胞反应
PD患者的T细胞反应性
分析发现,LRRK2 反应与年龄正相关,GBA 和 SOD1 反应随诊断时间增加而下降,SOD1 反应与 LED 呈负相关。PINK1 反应未显示相关性。此前研究表明,α-syn 反应在 PD 诊断初期较高,随后减弱,GBA 和 SOD1 反应呈现类似趋势。结果表明,神经抗原特异性 T 细胞反应受年龄和诊断时间不同影响。
神经抗原特异性T细胞反应功能
PD 患者 PINK1 反应增强主要由男性驱动(男性 5.1 倍;女性 1.2 倍)(图2a,b)。类似趋势见于 LRRK2(男性 5.8 倍,女性 0.8 倍)和 parkin(男性 2.1 倍,女性 0.8 倍)。
PINK1+parkin 反应在男性 PD 组增强,女性无显著变化(图2c)。IFNγ 仍占主导,女性 HC 和 PD 组 IFNγ 反应显著高于 IL-5(图2d)。结果表明,PD 自身抗原的 T 细胞反应存在性别差异,涉及抗原特异性和细胞因子表达模式。
图2. 神经抗原特异性T细胞反应作为生理性别的功能
PINK1反应性T细胞的表型特征
通过流式细胞术分析 PINK1 肽段池刺激后的扩增/产生细胞因子的细胞表型(图3a)。在活细胞、单一 CD3+ 细胞的基础上(图 3b),发现主要的细胞类型是 CD4+ T 细胞,显著高于 CD8+ T 细胞和非 CD3 细胞(图3c)。这些结果表明,识别 PINK1 表位的主要细胞类型是 CD4+ T 细胞,符合其他 PD 神经抗原的观察。
图3. PINK1反应性T细胞的表型特征
单个PINK1表位的鉴定
作者刺激了 18 名 PD PINK1 响应者(15 男性,3 女性)使用 PINK1 重叠肽池,并通过 10 个小的 PINK1 “mesopools”重新刺激(图4a),识别出 34 个能引发 T 细胞反应的 PINK1 表(图4b)。
每位 PD 患者平均识别 5.2 个表位(图4c)。主要表位 aa216 LAIKMMWNISAGSSS 被 55.5% 的 PD 患者识别(图4d)。共有 7 个表位在 3 名或以上的参与者中被识别。
图4. PD中引发T细胞反应的PINK1表位的鉴定
PINK1表位潜在HLA限制性基因的测定
上述结果表明,PINK1 肽池刺激后,CD4 T 细胞是主要扩展的 T 细胞亚群。通过 NetMHCIIpan EL 4.1 工具分析 18 个表位,发现 14 个表位具有至少一个 HLA 限制。
对于其他 4 个表位,未发现 HLA II 限制,但其 15-mer 肽能与 HLA I 类分子结合,表明 CD8 T 细胞也参与了反应。总的来说,多个表位表现出广泛的 HLA 结合特性和多样的 HLA 限制。
总结
总的来说,该本研究确定了PINK1作为帕金森病(PD)中T细胞的常见自体抗原靶标。通过分析,发现男性PD患者的PINK1特异性T细胞反应更为明显,并观察到多种分泌细胞因子。PINK1蛋白的多个表位被多名患者识别,且其中一些表位的识别与特定的HLA等位基因相关。
PINK1在PD患者中作为自体抗原的识别,可能与其在路易小体中的存在以及被小胶质细胞或其他CNS抗原呈递细胞呈递有关。研究还发现PINK1的磷酸化修饰可能是诱导T细胞反应的关键因素。总的来说,这些发现突出了免疫系统在PD中的重要性,强调了PINK1作为T细胞靶标的潜力,并支持基于免疫的个性化治疗方法的发展。
文章链接:10.1172/JCI180478
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