神经退行性疾病中自噬-外泌体交互:机制与治疗机会Autophagy–exosome crosstalk in neurodegeneration: Mechanisms and therapeutic opportunities - ScienceDirect

环球医讯 / 认知障碍来源:www.sciencedirect.com国际 - 英文2026-09-24 23:55:57 - 阅读时长4分钟 - 1556字
该综述探讨了神经退行性疾病中自噬与外泌体之间的交互作用及其机制,指出自噬受损和外泌体异常会加剧神经炎症和神经元损失,并综述了恢复自噬-外泌体轴的药理学策略,如雷帕霉素和工程化外泌体等,同时讨论了人工智能在诊断和治疗中的应用前景,为神经退行性疾病的诊断和治疗提供了新思路。
自噬外泌体神经退行性疾病蛋白质稳态生物标志物治疗
神经退行性疾病中自噬-外泌体交互:机制与治疗机会

神经退行性疾病(NDs),包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩侧索硬化症和多发性硬化症,具有共同的致病特征:由自噬受损和适应性外泌体动力学紊乱驱动的蛋白质稳态失衡。在正常条件下,自噬通过清除错误折叠的蛋白质和受损的细胞器维持神经元稳态,而外泌体则介导神经胶质细胞间的通讯。当自噬流受损或溶酶体功能受损时,细胞内货物的处理可能转向分泌,未降解的货物可能被重新导向外泌体/细胞外囊泡,从而传播致病蛋白如β-淀粉样蛋白、tau蛋白、α-突触核蛋白和TDP-43——这一现象已在多个实验模型中被报道,并被认为可能促进病理的细胞间传播。这种双重失调加剧了神经炎症、脱髓鞘和进行性神经元损失。旨在恢复自噬-外泌体轴的药理学策略正受到关注。雷帕霉素和白藜芦醇等药物可增强自噬流,而工程化或干细胞来源的外泌体递送siRNA、神经营养因子或抗炎微RNA在临床前神经保护和免疫调节中显示出前景。然而,转化障碍仍然存在,包括安全性、生物分布、给药方案和标准化问题。新兴的人工智能(AI)和机器学习(ML)框架可通过整合多组学和外泌体生物标志物数据集来加速转化,用于早期诊断、患者分层和治疗优化。深度学习与生成建模可能进一步实现合理药物设计,以精细调节自噬并设计靶向大脑的外泌体递送系统。总的来说,这些进展将自噬-外泌体轴定位为连接细胞内清除与细胞间信号传导的整合框架,为神经退行性疾病的诊断和治疗带来新的前景。

关键词:

自噬:蛋白质稳态

外泌体

神经退行性疾病诊断

生物标志物

缩略语:

AD:阿尔茨海默病

ADEs:星形胶质细胞来源的外泌体

AHR:气道高反应性

AI:人工智能

ALS:肌萎缩侧索硬化症

AMPA:α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异噁唑丙酸

ATG:自噬相关蛋白

ATG5:自噬相关蛋白5

ATG7:自噬相关蛋白7

ATP:三磷酸腺苷

AUC:曲线下面积

Aβ:β-淀粉样蛋白

Aβ42:β-淀粉样蛋白42

BBB:血脑屏障

bFGF:碱性成纤维细胞生长因子

cAMP:环磷酸腺苷

CD:分化簇

CMA:分子伴侣介导的自噬

CNS:中枢神经系统

CSF:脑脊液

EC:内皮细胞

ECDEs:内皮细胞来源的外泌体

ESE:早期分选内体

ESCRT:运输所需的内体分选复合物

ESCRT-I/II/III:运输所需的内体分选复合物I/II/III

EVs:细胞外囊泡

GFAP:胶质纤维酸性蛋白

GLAST:谷氨酸天冬氨酸转运体

GS:谷氨酰胺合成酶

HD:亨廷顿病

HIF-1α:缺氧诱导因子1α

IL:白细胞介素

IL-1β:白细胞介素-1β

IL-6:白细胞介素-6

ILVs:腔内囊泡

L1CAM:L1细胞黏附分子

LC3:微管相关蛋白1轻链3

LSE:晚期分选内体

ML:机器学习

MDEs:小胶质细胞来源的外泌体

MHC:主要组织相容性复合体

MMP:基质金属蛋白酶

mTOR:雷帕霉素的机制靶点

mTORC1:雷帕霉素复合物1的机制靶点

MS:多发性硬化症

MVBs:多囊泡体

NDs:神经退行性疾病

NDEs:神经元来源的外泌体

NMDA:N-甲基-D-天冬氨酸

ODEs:少突胶质细胞来源的外泌体

OGD:氧糖剥夺

p-Tau:磷酸化tau蛋白

PC:周细胞

PCDEs:周细胞来源的外泌体

PD:帕金森病

PI:碘化丙啶

PLC:磷脂酶C

PrP:朊病毒蛋白

Rab:脑内Ras相关蛋白

SCI:脊髓损伤

siRNA:小干扰RNA

TEMs:四跨膜蛋白富集微区

TDP-43:TAR DNA结合蛋白43

TNF:肿瘤坏死因子

TNF-α:肿瘤坏死因子α

TSLP:胸腺基质淋巴细胞生成素

VPS4:液泡蛋白分选相关蛋白4

α-Syn:α-突触核蛋白

数据可用性:不适用。

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