《Nature》：腸道肌層巨噬細(xì)胞是帕金森病“腸–腦”軸的開關(guān)

2026年1月28日，倫敦大學(xué)學(xué)院Tim Bartels和Soyon Hong研究團(tuán)隊，在國際期刊Nature在線發(fā)表題為：Intestinal macrophages modulate synucleinopathy along the gut–brain axis的研究論文。該研究支持了帕金森病起源于腸道（腸神經(jīng)系統(tǒng)）并通過“腸-腦"軸（gut–brain axis）影響到大腦的觀點，發(fā)現(xiàn)了腸道肌層巨噬細(xì)胞（Muscularis Externa Macrophages：ME-Macs）是這一過程中的核心調(diào)控者。靶向清除 ME-Macs 可顯著改善帕金森疾?。≒D）模型中的 α-突觸核蛋白（α-synuclein，αS）病理、免疫反應(yīng)和運動功能障礙。

腸道肌層巨噬細(xì)胞（ME-Macs），作為腸神經(jīng)系統(tǒng)（enteric nervous system，ENS）完整性和腸道穩(wěn)態(tài)的維護(hù)者，可在PD模型中調(diào)節(jié)αS病理和神經(jīng)退行性變。ME-Macs含有錯誤折疊的αS，呈現(xiàn)出反映內(nèi)溶酶體功能障礙的特征，并在αS病理進(jìn)展過程中調(diào)節(jié)從ENS通過硬腦膜遷移到大腦的T細(xì)胞擴(kuò)增。定向消耗ME-Macs可減少ENS和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的αS病理，防止T細(xì)胞擴(kuò)增，并減輕神經(jīng)退行性變和運動功能障礙，提示ME-Macs可能作為沿腸–腦軸αS病理的早期細(xì)胞起始者。理解這些機(jī)制可能為PD的早期階段生物標(biāo)志物的研究鋪平道路。該工作為“體先發(fā)病"（body-first）PD模型提供了明確的免疫學(xué)起點與潛在干預(yù)靶點。

越來越多的人意識到，腸神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）可能是帕金森?。≒D）α-突觸核蛋白（αS）病理的最初發(fā)生部位。便秘是帕金森病患者早期常見的癥狀之一，可能反映了腸神經(jīng)系統(tǒng)的功能異常。一些尸檢和多模態(tài)影像學(xué)研究強(qiáng)烈支持“身體優(yōu)先型"（body-first）帕金森病的概念，這些研究顯示患者的腸神經(jīng)系統(tǒng)中早期出現(xiàn)路易體病理，并且這種病理可能從腸道沿尾-頭方向擴(kuò)散到腦干和其他腦區(qū)。此外，向小鼠腸道注射αS會導(dǎo)致路易體病理按層次傳播到大腦，表明腸神經(jīng)系統(tǒng)在疾病早期階段扮演重要角色。不過，目前我們對可能觸發(fā)腸神經(jīng)系統(tǒng)中αS病理開始，并進(jìn)一步發(fā)展到大腦的細(xì)胞和分子機(jī)制了解還很有限。

組織駐留巨噬細(xì)胞是專門的吞噬細(xì)胞，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)眾多對組織穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要的特定功能。在腸道中，面向微生物群的巨噬細(xì)胞會不斷被血液單核細(xì)胞替代，并且戰(zhàn)略性地位于小鼠固有層中以吞噬入侵的病原體。相比之下，腸道肌層巨噬細(xì)胞（ME-Macs）駐留在腸肌層（ME），支持腸道神經(jīng)叢的功能完整性，腸道神經(jīng)叢是胃腸道運動須要的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。腸道肌層巨噬細(xì)胞（ME-Macs）在出生前就已殖入小鼠腸道，自我維持但在一生中逐漸被替代，并通過產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子和清除碎片來維持腸道神經(jīng)健康。在衰老的小鼠腸道中，ME-巨噬細(xì)胞積累α突觸核蛋白（αS）并表達(dá)與帕金森病相關(guān)的基因Gba1和Lrrk2，這引出了一個有趣的問題：腸道肌層巨噬細(xì)胞（ME-Macs）是否可能在“身體優(yōu)先"（body-first）的帕金森病病理中賦予風(fēng)險。盡管中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）駐留的巨噬細(xì)胞與αS病理相關(guān)，但腸神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）駐留的腸道肌層巨噬細(xì)胞（ME-Macs）的作用仍不清楚。

腸道的管壁由四層結(jié)構(gòu)組成，從內(nèi)到外依次為：?黏膜層（Mucosa）、黏膜下層（Submucosa）、肌層（Muscularis externa）和漿膜層/外膜層（Adventitia/Serosa）。黏膜層（Mucosa）?是最內(nèi)層，直接接觸腸腔內(nèi)容物。漿膜層 / 外膜層（Serosa / Adventitia）是最外層。提供機(jī)械保護(hù)，防止粘連，維持腸道活動自由度。腸道肌層（Muscularis externa）是腸壁的重要動力結(jié)構(gòu)，主要由兩層平滑肌組成，為內(nèi)環(huán)行肌（Inner Circular Muscle）和外縱行?。∣uter Longitudinal Muscle），共同負(fù)責(zé)推動腸內(nèi)容物前進(jìn)，維持正常的消化蠕動節(jié)律。兩層肌肉之間分布有?肌間神經(jīng)叢（Auerbach神經(jīng)叢）?，是腸神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，調(diào)控肌肉的節(jié)律性收縮與舒張。

腸道巨噬細(xì)胞具有高度異質(zhì)性，根據(jù)其解剖定位、功能特性和分子標(biāo)志物的不同，可分為多個亞群。按解剖定位與功能分類?？煞譃樯掀は戮奘杉?xì)胞（Subepithelial Macrophages），絨毛血管相關(guān)巨噬細(xì)胞（Vascular-Associated Macrophages），隱窩相關(guān)長壽命巨噬細(xì)胞（Crypt-Associated Long-Lived Macrophages），肌層巨噬細(xì)胞（Muscularis Macrophages, ME-Macs），固有層彌散巨噬細(xì)胞（Lamina Propria Macrophages）。

該團(tuán)隊首先研究了3KL αS轉(zhuǎn)基因小鼠中腸道神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）與中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）αS病理的起始情況。在這些小鼠中，αS的表達(dá)由Thy1驅(qū)動，3K構(gòu)建體引入了家族性E46K突變的表型增強(qiáng)，促進(jìn)αS四聚體的不穩(wěn)定化和聚集。3KL小鼠表現(xiàn)出帕金森?。≒D）病理的關(guān)鍵特征，包括進(jìn)行性皮質(zhì)病理性αS（以下簡稱s129p αS）、選擇性神經(jīng)元丟失以及8個月齡時的左旋多巴（l-DOPA）敏感性運動障礙。對機(jī)械分離的十二指腸肌間神經(jīng)叢（ME）進(jìn)行免疫組化（IHC）顯示，3個月齡的3KL小鼠相比野生型（WT）小鼠，HuC/D陽性的肌間神經(jīng)節(jié)周圍的s129p αS顯著增加（圖1a–c）。我們重點研究了十二指腸，這是被迷走神經(jīng)高度支配的區(qū)域。我們還在帕金森病術(shù)后尸體樣本的ME中觀察到了s129p αS。此外，與WT相比，3個月齡的3KL小鼠腸道總運轉(zhuǎn)時間增加，提示ENS功能受損和便秘（圖1d）。然而，通過HuC/D和膠質(zhì)纖維酸性蛋白測量的鼠類肌間神經(jīng)節(jié)和膠質(zhì)體積未見變化，表明盡管存在αS和腸道病理，但神經(jīng)元并未死亡。為了研究潛在的分子變化，我們在3個月齡3KL與WT小鼠的十二指腸肌間神經(jīng)叢上使用多重抗體面板進(jìn)行數(shù)字空間分析（DSP），包括與帕金森病相關(guān)的靶標(biāo)（圖1e）。我們觀察到3KL小鼠肌間神經(jīng)節(jié)中與自噬和溶酶體生物學(xué)相關(guān)的蛋白表達(dá)增加，包括與家族性帕金森病相關(guān)的PINK1、LRRK2和VPS35（圖1e）。值得注意的是，DSP確認(rèn)了肌間神經(jīng)叢中s129p αS的上調(diào)，以及固有層和肌間神經(jīng)叢中總αS水平的升高。在大腦中，與同齡WT對照相比，3KL小鼠6個月齡時在迷走神經(jīng)背側(cè)運動核的膽堿能神經(jīng)元中觀察到點狀αS s129p染色增加。

圖1. ME-Macs 在 3KL αS 轉(zhuǎn)基因小鼠中吞噬并重塑 αS 病理。

炎癥與αS病理的起始和進(jìn)展有關(guān)，許多PD風(fēng)險基因在免疫細(xì)胞中富集。巨噬細(xì)胞是腸道層中富集的先天免疫細(xì)胞。ME-Mac在維護(hù)ENS完整性方面起著關(guān)鍵作用，其丟失會導(dǎo)致便秘。我們觀察到3個月WT與3KL動物的十二指腸、空腸和回腸ME-Mac分布無顯著差異。對ME和本有蛋白的熒光激活細(xì)胞分選（FACS）分析顯示，在3個月、4個月和6個月齡時，腸道巨噬細(xì)胞與單核細(xì)胞前體的分化不變。相比之下，ME-Macs表現(xiàn)出CSF1R和主要組織相容性復(fù)合體II類（MHCII）表達(dá)水平的升高（為抗體清除埋下伏筆）。我們質(zhì)疑ME-Mac作為ENS的專業(yè)吞噬細(xì)胞，是否參與清除周圍肌腸神經(jīng)元中積累的αS（圖1f–j）。我們評估了ME-Mac中溶酶體LAMP1的水平，發(fā)現(xiàn)3KL相比WT的LAMP1表達(dá)幾乎增加了兩倍（見圖1h）。我們觀察到，在3個月3KL小鼠中，ME-Macs（即LAMP1溶酶體）吞噬s129p αS的比例約增加了14倍，相比年齡匹配的WT對照組; 而在PD的死后空腸中，ME-Macs的吞噬率也增加了14倍，神經(jīng)健康對照組（見圖1i，j）。此外，我們在3個月3KL的分選后CX3CR1hiCD11clo ME-Mac與包括溶酶體GRN、CTSB和CD68的WT小鼠相比，通過質(zhì)譜法發(fā)現(xiàn)474個蛋白質(zhì)的表達(dá)差異顯著（P≤0.05）（圖1k）。觀察到的下調(diào)蛋白包括NDUFV3、NDUFB10、NDUFA4和NDUFA7，這些蛋白屬于線粒體NADH-泛醌氧化還原酶復(fù)合體，已被認(rèn)為與PD20有關(guān)（見圖1k）。值得注意的是，3個月3KL的ME-Mac獲得與吞噬體成熟和溶酶體通路（統(tǒng)稱為協(xié)調(diào)溶酶體表達(dá)與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)）相關(guān)的特征，表明暴露于s129p αS的ME-Mac持續(xù)清除反應(yīng)，并證實了我們的DSP數(shù)據(jù)（圖1l）。

接著，我們探討了3KL ME-Macs吞噬的s129p αS是否與WT ME-Macs及腸神經(jīng)元相比表現(xiàn)出改變的病理活性。我們將αS種子擴(kuò)增檢測（SAA）方法改編用于分離的ME-Macs和腸神經(jīng)元，通過單體αS的模板化聚集來檢測類朊病毒錯誤折疊的αS，從而導(dǎo)致與噻唑黃T的結(jié)合增強(qiáng)（圖1m）。值得注意的是，來自3個月大3KL小鼠分離的ME-Macs裂解物在10小時內(nèi)顯示出加速的聚集反應(yīng)，相較于WT ME-Macs，這表明3KL ME-Macs中聚集活性增加（圖1n,o）。盡管腸神經(jīng)元中表達(dá)總αS，而ME-Macs中不存在，但在來自3個月大3KL或WT小鼠的分離腸神經(jīng)元中未觀察到任何活性（圖1n–p）。使用淀粉樣蛋白結(jié)合染料Amytracker通過流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)一步確認(rèn)了3KL ME-Macs中αS聚集體的存在（擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖2m）。與SAA數(shù)據(jù)一致，我們觀察到3個月大3KL小鼠的ME-Macs中Amytracker信號增加，而在固有層巨噬細(xì)胞中未發(fā)現(xiàn)陽性信號。綜上，這些結(jié)果表明ME-Macs可能作為ENS中αS淀粉樣蛋白聚集體的潛在調(diào)節(jié)因子。

為了進(jìn)一步探索突觸核蛋白病中的腸–腦軸，我們將提取自人類帕金森?。≒D）大腦的αS纖維（PD）與相同方法提取的人類神經(jīng)健康對照（NHC）大腦制備物直接注射到SncaWT/GFP敲入小鼠的腸系膜神經(jīng)叢（ME）。腦提取的αS纖維分別命名為PD-αS和NHC-αS。在ME中注射PD-αS而非NHC-αS，可增加腸系膜神經(jīng)節(jié)中內(nèi)源性αS的表達(dá)。在注射后1個月和3個月，我們觀察到s129p αS免疫反應(yīng)顯著上調(diào)，主要集中于神經(jīng)元細(xì)胞體周圍，輕度出現(xiàn)在神經(jīng)節(jié)外神經(jīng)元中，類似于3個月的3KL。PD-αS注射后，發(fā)現(xiàn)總腸道通過時間延長。在注射PD-αS 3個月后，在腦干中觀察到s129p αS包涵體顯著增加。此外，在黑質(zhì)致密部（SNpc）多巴胺能神經(jīng)元中s129p αS的比例增加，提示從腸神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）向中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）病理傳播的潛在途徑。在PD-αS注射后3個月，我們觀察到SNpc中多巴胺能神經(jīng)元的選擇性丟失，而NHC-αS注射組未見此現(xiàn)象。相比之下，在腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）未觀察到多巴胺能神經(jīng)元丟失，這與帕金森病患者多巴胺能神經(jīng)元的區(qū)域特異性易損性一致。隨后，我們研究了ME-巨噬細(xì)胞是否吞噬s129p αS響應(yīng)PD-αS注射，并在注射后1個月觀察到，與NHC-αS注射對照組相比，PD-αS注射動物的ME-巨噬細(xì)胞內(nèi)溶酶體s129p αS約增加13倍。然而，我們在ME中未發(fā)現(xiàn)明顯的炎癥因子產(chǎn)生，提示αS注射未引起ME局部炎癥。這些數(shù)據(jù)表明，ME-Macs通過吞噬并重塑αS病理，在ENS中調(diào)控αS的聚集活性，并為“體先發(fā)病"型PD的病理傳播提供了條件。

除了如上蛋白病理變外，該研究還揭示了一個清晰的腸–腦 T細(xì)胞軸。在便秘型PD患者和多種小鼠模型中，腸道中CD3? T細(xì)胞顯著增多，患者外周血和腦組織中亦可檢測到T細(xì)胞增加。在3KL小鼠和PD-αS注射模型中，ME-Macs的抗原呈遞和白細(xì)胞遷移相關(guān)通路明顯上調(diào)，MHC II表達(dá)增強(qiáng)，提示ME-Macs在吞噬病理αS后激活了適應(yīng)性免疫反應(yīng)。在3月齡3KL小鼠中，肌間神經(jīng)叢附近CD3? T細(xì)胞顯著擴(kuò)增，且以CD4? T細(xì)胞為主。PD患者空腸尸檢樣本中也觀察到類似的 CD4? T細(xì)胞浸潤，而黏膜固有層變化并不明顯。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在PD-αS注射和3KL模型中，硬腦膜內(nèi)CD3? T細(xì)胞同樣增加。利用光轉(zhuǎn)換小鼠進(jìn)行追蹤后，作者證實，肌層外T細(xì)胞在αS病理誘導(dǎo)后可逐步遷移至硬腦膜，血液中僅短暫出現(xiàn)過渡性信號。TCR測序顯示，硬腦膜與肌層外T細(xì)胞之間存在顯著的克隆共享，尤其是擴(kuò)增克隆。這些證據(jù)共同證明，在αS病理驅(qū)動下，肌層外CD4+ T細(xì)胞擴(kuò)增并部分從腸道經(jīng)硬腦膜遷移至腦部，形成腸-腦 T細(xì)胞軸。

利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析ME-Macs亞群，將ME-Macs分為Cd163?、Ccr2?及雙陰性三類亞群。其中，Cd163?亞群富集白細(xì)胞遷移和趨化性相關(guān)基因，Ccr2?亞群富集抗原加工通路，雙陰性群顯示出與白細(xì)胞遷移和細(xì)胞因子信號相關(guān)基因的上調(diào)。通過流式細(xì)胞術(shù)和IHC確實驗證了CD163、CCR2和雙陰性IBA1 ME-Mac的存在。流式細(xì)胞術(shù)顯示，3–4個月時WT和3KL小鼠的亞群數(shù)無差異。然而，CCR2? ME-Mac在3KL小鼠中通常顯著減少，顯著性在6個月時達(dá)到。盡管3KL小鼠中Ccr2? ME-Macs數(shù)量減少，但所有亞群吞噬s129p? αS的能力均增強(qiáng)。配體–受體預(yù)測分析顯示，TGFβ1是ME-Macs與T細(xì)胞之間潛力的關(guān)鍵信號分子。特異性敲除巨噬細(xì)胞Tgfb1后，PD-αS注射無法再誘導(dǎo)肌層外T細(xì)胞擴(kuò)增，而ME-Macs的數(shù)量、吞噬能力及溶酶體狀態(tài)并未顯著改變，表明TGFβ1是ME-Macs調(diào)控T細(xì)胞反應(yīng)的核心樞紐。

轉(zhuǎn)化應(yīng)用上，將抗 CSF1R 與抗 CCR2 注射到外肌層中，以靶向清除 ME-Macs，可減少腸神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）及中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的 αS 病理沉積，抑制 T 細(xì)胞擴(kuò)增，阻止 T 細(xì)胞沿“腸-腦軸"遷移，并緩解神經(jīng)退行性病變與運動功能障礙，小鼠運動能力改善。為了進(jìn)一步確認(rèn)T細(xì)胞外逸在神經(jīng)退行性變中的作用，作者使用了芬戈莫德（fingolimod）來阻止淋巴細(xì)胞從淋巴結(jié)進(jìn)入循環(huán)。該治療同樣減輕了PD-αS誘導(dǎo)的黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元丟失，進(jìn)一步支持了腸道來源的T細(xì)胞遷移在疾病進(jìn)展中的推動作用。這表明了 ME-Macs 是 αS 病理沿“腸-腦軸"傳播的早期細(xì)胞啟動因子。ME-Macs是αS病理沿腸-腦軸傳播的關(guān)鍵調(diào)控者，靶向ME-Macs或阻斷T細(xì)胞遷移可同時改善ENS和CNS病理及運動表型。

靶向耗竭 ME-Macs 可改善 αS 病理，阻止 T 細(xì)胞擴(kuò)增并改善運動行為

總之，該研究First揭示、由腸道肌間神經(jīng)叢腸道肌層巨噬細(xì)胞（ME-Macs）驅(qū)動的腸-腦軸免疫病理通路。在PD早期，ENS中的ME-Mac吞噬病理αS，但其內(nèi)溶酶體系統(tǒng)可能無法有效清除這些聚集體，導(dǎo)致αS在其內(nèi)部發(fā)生修飾并可能獲得播種活性。同時，激活的ME-Mac通過TGFβ1等信號分子，促進(jìn)腸道局部αS反應(yīng)性T細(xì)胞，尤其是CD4+ T細(xì)胞的活化和擴(kuò)增。一部分活化的T細(xì)胞隨后遷移至硬腦膜，并可能進(jìn)一步侵入腦實質(zhì)，加劇神經(jīng)炎癥和神經(jīng)元損傷。靶向ME-Mac或其下游的T細(xì)胞反應(yīng)，能夠中斷這一惡性循環(huán)，在多個層面減輕病理和癥狀。該工作First將腸道肌層這一特定區(qū)域的巨噬細(xì)胞確立為帕金森病腸-腦軸病理傳播的早期細(xì)胞啟動者和調(diào)空者。這一發(fā)現(xiàn)為“體優(yōu)先"帕金森病提供了明確的細(xì)胞學(xué)和免疫學(xué)起點。深化了對“體優(yōu)先"PD亞型發(fā)病機(jī)制的理解，揭示了先天免疫與適應(yīng)性免疫在腸-腦軸上的復(fù)雜互作。ME-Mac及其調(diào)節(jié)的T細(xì)胞反應(yīng)，不僅為PD的早期診斷提供了潛在的生物標(biāo)志物窗口，也為開發(fā)針對腸道這一外周起源部位的疾病修飾療法提供了新的理論依據(jù)和干預(yù)靶點。

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原始文獻(xiàn)：

De Schepper, S., Konstantellos, V., Conway, J.A. et al. Intestinal macrophages modulate synucleinopathy along the gut–brain axis. Nature (2026).doi.org/10.1038/s41586-025-09984-y