为什么肠道健康与帕金森病相关？广医一院徐评议团队揭示LAG3抑制调节性T细胞增殖机制

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2025年7月5日，广州医科大学第一附属医院神经内科徐评议教授等在Journal of Neuroinflammation发表：LAG3 limits regulatory T cell proliferation in α-synuclein gut-to-brain transmission model，揭示了LAG3限制调节性T细胞在α-突触核蛋白肠脑传播模型中的增殖。

病理性α-突触核蛋白（α-syn）可以从肠道传播到中枢神经系统（CNS），其中CD4+T细胞在这一过程中起着关键作用。淋巴细胞激活基因3（LAG3）参与肠道炎症，调控CD4+T细胞的增殖和功能，并且可以在细胞间传播过程中特异性结合病理性α-syn。然而，LAG3是否参与病理性α-syn从肠道向大脑的传播仍不清楚。作者使用了LAG3基因敲除小鼠，并将α-syn预制前体纤维（PFF）注射至幽门及十二指肠的纵行肌与环肌层之间构建帕金森病（PD）模型。通过免疫组化染色、Western blot和流式细胞术检测TH、α-syn、促炎因子、屏障相关蛋白以及CD4+T细胞分化的变化。LAG3缺失改善了肠道功能障碍，并提高了肠道和血脑屏障中紧密连接蛋白的表达水平。在从小鼠脾脏中分离的CD4+T细胞中，LAG3缺失抑制了α-syn PFF的聚集，从而抑制了由α-syn PFF引发的毒性T细胞反应。LAG3缺陷还增强了IL-2/STAT5信号通路，该通路在体内和体外均可调控Treg的比例。

图一 LAG3缺失可减轻PFF注射后的运动功能障碍、多巴胺能神经元变性及α-syn病理改变

越来越多的研究证据表明，病理性α-突触核蛋白可以从肠道通过迷走神经传播到中枢神经系统。为了评估LAG3在病理性α-突触核蛋白肠脑传播中的作用，使用了LAG3基因敲除小鼠。与注射PBS的野生型小鼠相比，注射PFF的野生型小鼠在旷场实验中待在中心区域的时间明显更少，且在中心区域以及整个路径中移动的距离也更短。而注射PBS的野生型小鼠与注射PBS的LAG3基因敲除小鼠之间没有显著差异。此外，注射PFF的野生型小鼠爬杆所需时间增加，但LAG3缺失可防止这种增加。在注射PBS的两组小鼠之间，爬杆所需时间没有统计学差异。这些结果表明，该模型中存在心理和运动功能障碍，而LAG3缺失部分缓解了由α-突触核蛋白PFF引起的不良影响。免疫组化分析显示，注射PFF的野生型小鼠纹状体中酪氨酸羟化酶阳性细胞密度显著减少，黑质中酪氨酸羟化酶阳性细胞数量也减少。相比之下，注射PFF的LAG3基因敲除小鼠在纹状体中酪氨酸羟化酶阳性细胞密度更高，黑质中此类细胞数量也更多。作者进一步检测了内源性磷酸化α-突触核蛋白和总α-突触核蛋白水平。注射PFF的野生型小鼠在十二指肠和黑质中磷酸化α-突触核蛋白和总α-突触核蛋白水平均升高，表明该模型中出现了典型的α-突触核蛋白病理改变。相比之下，注射PFF的LAG3基因敲除小鼠中上述蛋白水平有所下降，提示LAG3缺失抑制了磷酸化α-突触核蛋白的扩散。此外，在注射PFF的野生型小鼠中，纹状体和肠道中SDS可溶性α-突触核蛋白水平升高，而LAG3缺失则抑制了这种升高。而在注射PBS的两组小鼠之间，磷酸化α-突触核蛋白、总α-突触核蛋白或SDS可溶性α-突触核蛋白水平均无显著差异。综上所述，LAG3基因敲除可减轻注射α-突触核蛋白PFF后出现的行为障碍、多巴胺能系统损伤以及磷酸化α-突触核蛋白的传播。

图二 T细胞上缺乏LAG3可提高调节性T细胞的比例

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CD4+T细胞在肠道炎症和α-突触核蛋白聚集过程中发挥重要作用。接下来，作者探讨了LAG3在肠道和脾脏中不同T细胞亚群中的作用。在脾脏和肠道固有层中，四组之间CD3+T细胞和CD4+T细胞的比例均无明显差异。随后进一步分析了CD4+T细胞的不同亚型，包括Th17、Th1和Treg细胞。在肠道固有层中，注射PFF的野生型小鼠中CD25+Foxp3+Treg细胞比例显著降低，而在注射PFF的LAG3基因敲除小鼠中该比例部分恢复。与此同时，在注射PBS的野生型小鼠与注射PBS的LAG3基因敲除小鼠之间没有观察到显著差异。类似地，在脾脏中，注射PFF的野生型小鼠CD25+Foxp3+Treg细胞比例明显低于注射PFF的LAG3基因敲除小鼠，而在注射PBS的两组小鼠之间也没有统计学差异。对于Th17和Th1细胞亚群，在脾脏或肠道固有层中，四组之间均未观察到显著差异。这些结果表明，注射PFF可导致肠道固有层和脾脏中Treg细胞比例下降，而LAG3缺失能够部分逆转这种减少的趋势。

图三 LAG3基因敲除通过IL-2/STAT5通路调控Treg细胞功能

为了验证体外观察到的结果，作者接下来旨在确定LAG3基因敲除影响Treg细胞比例的具体通路。IL-2/STAT5通路对于Treg细胞的维持至关重要，而Treg细胞中IL-2信号缺陷可导致其增殖功能障碍。在体外用PFF处理的CD4+T细胞中检测了IL-2、JAK-1、STAT5及其磷酸化形式。在从脾脏获取的CD4+T细胞中，Western blot分析显示四组之间的JAK-1和STAT5表达水平无显著差异。然而，IL-2、p-JAK-1(Tyr1034/1035)和p-STAT5(Tyr694)水平在注射PFF的野生型小鼠和LAG3缺失组中均降低，其中注射PFF的LAG3缺失组显示出比注射PFF的野生型组更高的水平，但仍低于注射PBS的LAG3缺失组。这些结果表明，注射PFF降低了IL-2/STAT5通路中蛋白质的磷酸化水平，而LAG3缺失能够有效改善这些磷酸化水平。此外，与注射PBS的LAG3缺失组相比，注射PBS的野生型组中IL-2表达及JAK-1和STAT5的磷酸化水平较低。由于LAG3已被证明可以通过IL-2/STAT5通路影响Treg细胞的功能，进一步在体内评估了这些信号通路蛋白。体内分析显示，在肠道固有层或脾脏中，四组之间的JAK-1和STAT5表达水平没有显著差异。然而，对于这些蛋白质的磷酸化形式，注射PFF的LAG3缺失小鼠表现出比注射PFF的野生型小鼠更高的JAK-1和STAT5磷酸化水平以及IL-2表达，尽管这些水平仍低于注射PBS的野生型或LAG3缺失小鼠。在脾脏中，注射PBS的LAG3缺失小鼠表现出比注射PBS的野生型小鼠更高的JAK-1和STAT5磷酸化水平及IL-2表达。在肠道固有层中，注射PBS的LAG3缺失小鼠也显示出比注射PBS的野生型小鼠更高的STAT5磷酸化水平及IL-2表达水平，除了JAK-1磷酸化水平。这些数据表明，注射PFF不会显著影响STAT5、JAK-1或IL-2Rβ的表达，但会减少它们的磷酸化水平。LAG3缺失可以减轻这些变化。综上所述，IL-2/STAT5通路是LAG3调节Treg细胞功能并调控α-突触核蛋白PFF效应的关键通路。

综上所述， LAG3在病理性α-突触核蛋白存在的情况下会限制Treg细胞的增殖与功能，并促进α-突触核蛋白从肠道向大脑的传播。靶向肠道中的LAG3可能为帕金森病的治疗提供一种有前景的策略。

文章来源

https://doi.org/10.1186/s12974-025-03502-7