細(xì)胞外囊泡（EVs）攜帶了與各種生物過(guò)程相關(guān)的生物活性分子，包括miRNA。在亨廷頓?。℉D）模型和人類(lèi)樣本中被發(fā)現(xiàn)參與突觸調(diào)節(jié)的miRNA表達(dá)改變，而且利用EV貨物來(lái)逆轉(zhuǎn)突觸病變作已經(jīng)成為了可能。來(lái)自葡萄牙科英布拉大學(xué)的研究人員建立了人類(lèi)HD模型并評(píng)估了EV對(duì)GABA能突觸改變的影響，發(fā)現(xiàn)HD來(lái)源的神經(jīng)元表現(xiàn)出突觸標(biāo)記物的抑制和GABA受體介導(dǎo)的離子性信號(hào)傳導(dǎo)密度的降低。成纖維細(xì)胞分泌的EV治療可以逆轉(zhuǎn)GABA能突觸傳遞的缺陷，并增加HD來(lái)源的多能干細(xì)胞分化而來(lái)的神經(jīng)元培養(yǎng)物中的抑制性突觸的密度。最后對(duì)純化EV的miRNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了一組具有預(yù)測(cè)突觸靶點(diǎn)的差異表達(dá)miRNA。相關(guān)內(nèi)容以“Extracellular vesicles improve GABAergic
transmission in Huntington's disease iPSC-derived neurons”為題于6月26日發(fā)表在國(guó)際綜合性醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)期刊Theranostics雜志上。
亨廷頓舞蹈癥（HD）是一種常染色體顯性遺傳病，與亨廷頓基因1外顯子CAG三聯(lián)體擴(kuò)增有關(guān)。亨廷頓基因翻譯的突變體亨廷頓蛋白（mutant huntingtin，mHTT）具有擴(kuò)大的聚谷氨酰胺鏈的拉伸，導(dǎo)致構(gòu)象改變、異常的蛋白質(zhì)相互作用和聚集。該疾病的主要標(biāo)志是紋狀體中的中等棘狀神經(jīng)元（medium spiny neurons，MSN）的選擇性喪失，其癥狀包括神經(jīng)精神體征和認(rèn)知缺陷，這些癥狀可發(fā)生在運(yùn)動(dòng)癥狀出現(xiàn)之前的15年以上。事實(shí)上，神經(jīng)影像學(xué)研究表明，紋狀體連通性在HD臨床診斷前就已經(jīng)發(fā)生了改變。
γ-氨基丁酸（GABA）能MSN是最常見(jiàn)的紋狀體神經(jīng)元，它們接受皮層的谷氨酸能投射，其喪失通常與皮層錐體神經(jīng)元的喪失并存，主要發(fā)生在運(yùn)動(dòng)區(qū)和運(yùn)動(dòng)前區(qū)。GABA能信號(hào)的失調(diào)在HD發(fā)病中起著重要作用，尤其是GABAA受體介導(dǎo)的信號(hào)，在幾種HD小鼠模型和人類(lèi)患者的大腦中發(fā)生了改變。mHTT與不同的細(xì)胞器和蛋白質(zhì)相互作用，特別是在突觸，影響突觸正常功能并最終導(dǎo)致變性：野生型（WT）和突變型亨廷頓蛋白（HTT）均與KCC2相互作用，KCC2是一種促進(jìn)GABA能抑制信號(hào)傳導(dǎo)的氯離子共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其表達(dá)減少導(dǎo)致HD小鼠模型海馬過(guò)度興奮。此外，mHTT通過(guò)干擾HTT相關(guān)蛋白1對(duì)KIF5（一種運(yùn)動(dòng)蛋白）的親和力，破壞GABAA受體到突觸的易位。mHTT和SorCS2蛋白之間的相互作用可調(diào)節(jié)MSN中NMDA受體亞基2A的運(yùn)輸，從而導(dǎo)致HD小鼠模型的運(yùn)動(dòng)缺陷。此外，介導(dǎo)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）信號(hào)的TrkB受體的樹(shù)突運(yùn)輸被mHTT破壞，導(dǎo)致HD紋狀體神經(jīng)元中ERK通路活性降低。此外，PET成像分析顯示，HD患者死后腦樣本黑質(zhì)和HD攜帶者紋狀體中GABA含量和GABA能功能下降，HD小鼠模型外側(cè)蒼白球（external globus pallidus）中GABAA受體 α1和β2亞基mRNA和蛋白水平下降。最后，在HD小鼠模型中，存在于抑制性突觸后的支架蛋白gephyrin也減少了，同時(shí)微小抑制性突觸后電流（miniature inhibitory postsynaptic currents，mIPSC）頻率和GABA能突觸密度也減少了。因此，mHTT可能是GABA能突觸活動(dòng)的干擾者，恢復(fù)正常的GABA能功能可能有助于HD的治療。
細(xì)胞外囊泡（EVs）是納米級(jí)結(jié)構(gòu)，作為細(xì)胞間信使，含有不同的生物活性物質(zhì)，如脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA和miRNA。最近，與EV相關(guān)的miRNA在幾種神經(jīng)退行性疾病中的作用已經(jīng)被探索，無(wú)論是作為生物標(biāo)志物還是作為潛在病理過(guò)程的調(diào)節(jié)劑。miRNA是一種小的非編碼RNA，對(duì)mRNA翻譯具有調(diào)節(jié)作用，有助于維持多種神經(jīng)元機(jī)制的平衡，包括突觸的形成、成熟和功能。在HD小鼠模型的皮層和紋狀體中，幾種調(diào)節(jié)突觸功能和成熟的miRNA的表達(dá)發(fā)生改變，導(dǎo)致其預(yù)測(cè)基因的水平發(fā)生變化。其中下調(diào)的miRNA之一是miR-132，參與甲基化CpG結(jié)合蛋白2（MeCP2）基因表達(dá)的調(diào)控，該基因被認(rèn)為與mHTT異常相互作用并導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失調(diào)。MeCP2是突觸可塑性和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)因子，功能喪失或功能獲得性突變會(huì)引發(fā)突觸傳遞的相反變化。MiR-200a和miR-200c也被發(fā)現(xiàn)在HD中發(fā)生改變，它們的靶標(biāo)包括neurexin 1，這對(duì)于維持紋狀體回路中的突觸功能很重要。重要的是，在HD大腦、腦脊液和血漿中，發(fā)現(xiàn)各種miRNA發(fā)生了改變，包括一些對(duì)神經(jīng)元功能至關(guān)重要的miRNA。因此，由于失調(diào)的miRNA可能在HD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，基于miRNA的治療策略可能是有效的。
為了平衡這些病理學(xué)改變，一種有效的方法是使用EV進(jìn)行治療。雖然在HD模型中使用EV治療主要幫助mHTT聚集減少和神經(jīng)元存活增加，但關(guān)于其他病理?xiàng)l件的研究報(bào)道了EV給藥對(duì)突觸傳遞的影響。在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)將人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化為電生理活躍的紋狀體樣GABA能神經(jīng)元。根據(jù)課題組先前的疾病分期特征，研究人員利用成纖維細(xì)胞分泌的EVs去處理紋狀體樣神經(jīng)元。用對(duì)照組（CTR）成纖維細(xì)胞分泌的EV治療HD患者來(lái)源的紋狀樣神經(jīng)元后，研究人員觀察到神經(jīng)元GABA能信號(hào)的改善。相反，由HD來(lái)源的成纖維細(xì)胞分泌的EV在CTR神經(jīng)元上產(chǎn)生相反的結(jié)果，這表明EV在細(xì)胞毒性效應(yīng)的傳播和影響神經(jīng)元功能方面發(fā)揮了作用。此外，研究人員在HD- EV和CTR - EV中觀察到不同的miRNA譜，證明EV -miRNA可能作為突觸相關(guān)蛋白的調(diào)節(jié)因子并參與HD病理進(jìn)展。
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