黑质铁沉积介导神经免疫炎症对多巴胺能神经元变性及帕金森病恶化的作用及机制的研究

帕金森病（PD）患者黑质存在铁沉积和以小胶质细胞（MG）激活为特征的神经免疫炎症，但铁沉积介导神经免疫炎症对DA能神经元变性及PD恶化的作用及机制不清。本课题将在测量PD患者黑质沉积的铁含量、检测脑内神经免疫炎性因子和神经毒性因子水平、分析它们与DA水平、临床表现及预后（病情分期、运动障碍、日常生活能力及生活质量）相关性的基础上，提出科学假说，运用基础研究手段，在模拟人黑质多细胞环境的中脑原代神经元-胶质细胞共培养体系中研究铁选择性、进行性损伤DA能神经元；采用多种原代细胞培养体系研究MG是铁损伤DA能神经元的关键细胞；铁激活MG产生神经免疫炎症反应是损伤DA能神经元的原因，MG产生超氧自由基的吞噬细胞氧化酶（PHOX）是MG被激活的靶点；MG丝裂原活化蛋白激酶磷酸化、PHOX胞浆亚单位P47转移、与膜亚单位gp91结合是MG被激活的机制。本研究将为抑制MG激活成为治疗PD的靶点提供依据。

我们完成了本项目的四个部分内容：一、采用核磁共振磁敏感加权（SWI）技术测量帕金森病（PD）患者黑质（SN）沉积的铁含量；二、检测PD患者神经免疫炎症反应水平；三、检测PD患者脑内神经递质水平；四、研究铁激活小胶质细胞、促进多巴胺(DA)能神经元选择性、进行性损伤的靶点及机制。. 临床研究（第一～第三部分）发现：PD患者SN存在铁异常沉积，SWI是检测铁沉积可靠、无创的方法。PD患者血清铁及铁蛋白水平明显降低，脑脊液铁蛋白水平明显升高，SN铁沉积与血清及脑脊液铁蛋白水平降低显著相关，表明PD患者全身及脑铁代谢紊乱是其SN异常铁沉积的原因。PD患者血清白介素-1β（IL-1β）及前列腺素E2水平明显降低，SN铁沉积与血清IL-1β水平降低及脑脊液IL-1β水平增高显著相关，表明IL-1β可能为铁沉积介导神经免疫炎症反应的特异性指标，随着PD患者SN铁沉积的增加，神经免疫炎症反应不断加重。SN铁沉积不仅与PD患者运动症状的严重程度相关，还与非运动症状的个数及认知功能障碍、睡眠紊乱及自主神经功能失调等非运动症状相关，明显降低患者的生活质量。本研究结果为PD的早期诊断、病情评价及预后估计提供依据，抑制SN铁异常沉积可能成为PD治疗的新方法。. 基础研究（第四部分）发现：铁损伤DA能神经元，呈剂量相关性。铁对DA能神经元的损伤具有选择性、进行性的特点。铁对DA能神经元具有一定的直接损伤作用。铁激活小胶质细胞，使其数量明显增多，形态发生显著变化，产生大量神经毒性因子，促进其对DA能神经元的损伤。铁激活小胶质细胞贯穿于DA能神经元进行性变性的过程中。小胶质细胞尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2（NOX2）抑制剂明显减轻铁对小胶质细胞形态的激活，降低超氧化物的水平，保护DA能神经元，表明小胶质细胞NOX2可能是铁激活小胶质细胞、损伤DA能神经元的关键靶点。铁引起蛋白激酶Cδ磷酸化水平升高，增加细胞外信号调节激酶1/2、P38和 c-jun氨基末端激酶的基因及蛋白磷酸化的表达，使NOX2胞浆亚单位P47及胞膜亚单位gp91的基因及蛋白表达明显升高，导致P47向细胞膜转移，并与gp91结合，激活NOX2，启动核因子–κB的表达，产生大量超氧化物，进而损伤DA能神经元。本研究表明抑制铁激活小胶质细胞NOX2可能成为治疗PD的新策略。