2026年1月28日，倫敦大學學院Tim Bartels和Soyon Hong研究團隊，在國際期刊Nature在線發表題為：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（腸神經系統）并通過“腸-腦"軸（gut–brain axis）影響到大腦的觀點，發現了腸道肌層巨噬細胞（Muscularis Externa Macrophages：ME-Macs）是這一過程中的核心調控者。靶向清除 ME-Macs 可顯著改善帕金森疾病（PD）模型中的 α-突觸核蛋白（α-synuclein，αS）病理、免疫反應和運動功能障礙。
腸道肌層巨噬細胞（ME-Macs），作為腸神經系統（enteric nervous system，ENS）完整性和腸道穩態的維護者，可在PD模型中調節αS病理和神經退行性變。ME-Macs含有錯誤折疊的αS，呈現出反映內溶酶體功能障礙的特征，并在αS病理進展過程中調節從ENS通過硬腦膜遷移到大腦的T細胞擴增。定向消耗ME-Macs可減少ENS和中樞神經系統中的αS病理，防止T細胞擴增，并減輕神經退行性變和運動功能障礙，提示ME-Macs可能作為沿腸–腦軸αS病理的早期細胞起始者。理解這些機制可能為PD的早期階段生物標志物的研究鋪平道路。該工作為“體先發病"（body-first）PD模型提供了明確的免疫學起點與潛在干預靶點。
越來越多的人意識到，腸神經系統（ENS）可能是帕金森病（PD）α-突觸核蛋白（αS）病理的最初發生部位。便秘是帕金森病患者早期常見的癥狀之一，可能反映了腸神經系統的功能異常。一些尸檢和多模態影像學研究強烈支持“身體優先型"（body-first）帕金森病的概念，這些研究顯示患者的腸神經系統中早期出現路易體病理，并且這種病理可能從腸道沿尾-頭方向擴散到腦干和其他腦區。此外，向小鼠腸道注射αS會導致路易體病理按層次傳播到大腦，表明腸神經系統在疾病早期階段扮演重要角色。不過，目前我們對可能觸發腸神經系統中αS病理開始，并進一步發展到大腦的細胞和分子機制了解還很有限。
組織駐留巨噬細胞是專門的吞噬細胞，負責協調眾多對組織穩態至關重要的特定功能。在腸道中，面向微生物群的巨噬細胞會不斷被血液單核細胞替代，并且戰略性地位于小鼠固有層中以吞噬入侵的病原體。相比之下，腸道肌層巨噬細胞（ME-Macs）駐留在腸肌層（ME），支持腸道神經叢的功能完整性，腸道神經叢是胃腸道運動須要的神經網絡。腸道肌層巨噬細胞（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，并通過產生神經營養因子和清除碎片來維持腸道神經健康。在衰老的小鼠腸道中，ME-巨噬細胞積累α突觸核蛋白（αS）并表達與帕金森病相關的基因Gba1和Lrrk2，這引出了一個有趣的問題：腸道肌層巨噬細胞（ME-Macs）是否可能在“身體優先"（body-first）的帕金森病病理中賦予風險。盡管中樞神經系統（CNS）駐留的巨噬細胞與αS病理相關，但腸神經系統（ENS）駐留的腸道肌層巨噬細胞（ME-Macs）的作用仍不清楚。
腸道的管壁由四層結構組成，從內到外依次為：?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）?是最內層，直接接觸腸腔內容物。漿膜層 / 外膜層（Serosa / Adventitia）是最外層。提供機械保護，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構，主要由兩層平滑肌組成，為內環行肌（Inner Circular Muscle）和外縱行肌（Outer Longitudinal Muscle），共同負責推動腸內容物前進，維持正常的消化蠕動節律。兩層肌肉之間分布有?肌間神經叢（Auerbach神經叢）?，是腸神經系統的關鍵部分，調控肌肉的節律性收縮與舒張。
腸道巨噬細胞具有高度異質性，根據其解剖定位、功能特性和分子標志物的不同，可分為多個亞群。按解剖定位與功能分類?？煞譃樯掀は戮奘杉毎⊿ubepithelial Macrophages），絨毛血管相關巨噬細胞（Vascular-Associated Macrophages），隱窩相關長壽命巨噬細胞（Crypt-Associated Long-Lived Macrophages），肌層巨噬細胞（Muscularis Macrophages, ME-Macs），固有層彌散巨噬細胞（Lamina Propria Macrophages）。
該團隊首先研究了3KL αS轉基因小鼠中腸道神經系統（ENS）與中樞神經系統（CNS）αS病理的起始情況。在這些小鼠中，αS的表達由Thy1驅動，3K構建體引入了家族性E46K突變的表型增強，促進αS四聚體的不穩定化和聚集。3KL小鼠表現出帕金森病（PD）病理的關鍵特征，包括進行性皮質病理性αS（以下簡稱s129p αS）、選擇性神經元丟失以及8個月齡時的左旋多巴（l-DOPA）敏感性運動障礙。對機械分離的十二指腸肌間神經叢（ME）進行免疫組化（IHC）顯示，3個月齡的3KL小鼠相比野生型（WT）小鼠，HuC/D陽性的肌間神經節周圍的s129p αS顯著增加（圖1a–c）。我們重點研究了十二指腸，這是被迷走神經高度支配的區域。我們還在帕金森病術后尸體樣本的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和膠質纖維酸性蛋白測量的鼠類肌間神經節和膠質體積未見變化，表明盡管存在αS和腸道病理，但神經元并未死亡。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叢上使用多重抗體面板進行數字空間分析（DSP），包括與帕金森病相關的靶標（圖1e）。我們觀察到3KL小鼠肌間神經節中與自噬和溶酶體生物學相關的蛋白表達增加，包括與家族性帕金森病相關的PINK1、LRRK2和VPS35（圖1e）。值得注意的是，DSP確認了肌間神經叢中s129p αS的上調，以及固有層和肌間神經叢中總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背側運動核的膽堿能神經元中觀察到點狀αS s129p染色增加。
圖1. ME-Macs 在 3KL αS 轉基因小鼠中吞噬并重塑 αS 病理。
炎癥與αS病理的起始和進展有關，許多PD風險基因在免疫細胞中富集。巨噬細胞是腸道層中富集的先天免疫細胞。ME-Mac在維護ENS完整性方面起著關鍵作用，其丟失會導致便秘。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，腸道巨噬細胞與單核細胞前體的分化不變。相比之下，ME-Macs表現出CSF1R和主要組織相容性復合體II類（MHCII）表達水平的升高（為抗體清除埋下伏筆）。我們質疑ME-Mac作為ENS的專業吞噬細胞，是否參與清除周圍肌腸神經元中積累的αS（圖1f–j）。我們評估了ME-Mac中溶酶體LAMP1的水平，發現3KL相比WT的LAMP1表達幾乎增加了兩倍（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，通過質譜法發現474個蛋白質的表達差異顯著（P≤0.05）（圖1k）。觀察到的下調蛋白包括NDUFV3、NDUFB10、NDUFA4和NDUFA7，這些蛋白屬于線粒體NADH-泛醌氧化還原酶復合體，已被認為與PD20有關（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（統稱為協調溶酶體表達與調控網絡）相關的特征，表明暴露于s129p αS的ME-Mac持續清除反應，并證實了我們的DSP數據（圖1l）。
接著，我們探討了3KL ME-Macs吞噬的s129p αS是否與WT ME-Macs及腸神經元相比表現出改變的病理活性。我們將αS種子擴增檢測（SAA）方法改編用于分離的ME-Macs和腸神經元，通過單體αS的模板化聚集來檢測類朊病毒錯誤折疊的αS，從而導致與噻唑黃T的結合增強（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小時內顯示出加速的聚集反應，相較于WT ME-Macs，這表明3KL ME-Macs中聚集活性增加（圖1n,o）。盡管腸神經元中表達總αS，而ME-Macs中不存在，但在來自3個月大3KL或WT小鼠的分離腸神經元中未觀察到任何活性（圖1n–p）。使用淀粉樣蛋白結合染料Amytracker通過流式細胞術進一步確認了3KL ME-Macs中αS聚集體的存在（擴展數據圖2m）。與SAA數據一致，我們觀察到3個月大3KL小鼠的ME-Macs中Amytracker信號增加，而在固有層巨噬細胞中未發現陽性信號。綜上，這些結果表明ME-Macs可能作為ENS中αS淀粉樣蛋白聚集體的潛在調節因子。
為了進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病（PD）大腦的αS纖維（PD）與相同方法提取的人類神經健康對照（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，可增加腸系膜神經節中內源性αS的表達。在注射后1個月和3個月，我們觀察到s129p αS免疫反應顯著上調，主要集中于神經元細胞體周圍，輕度出現在神經節外神經元中，類似于3個月的3KL。PD-αS注射后，發現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，在黑質致密部（SNpc）多巴胺能神經元中s129p αS的比例增加，提示從腸神經系統（ENS）向中樞神經系統（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中多巴胺能神經元的選擇性丟失，而NHC-αS注射組未見此現象。相比之下，在腹側被蓋區（VTA）未觀察到多巴胺能神經元丟失，這與帕金森病患者多巴胺能神經元的區域特異性易損性一致。隨后，我們研究了ME-巨噬細胞是否吞噬s129p αS響應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-巨噬細胞內溶酶體s129p αS約增加13倍。然而，我們在ME中未發現明顯的炎癥因子產生，提示αS注射未引起ME局部炎癥。這些數據表明，ME-Macs通過吞噬并重塑αS病理，在ENS中調控αS的聚集活性，并為“體先發病"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細胞軸。在便秘型PD患者和多種小鼠模型中，腸道中CD3? T細胞顯著增多，患者外周血和腦組織中亦可檢測到T細胞增加。在3KL小鼠和PD-αS注射模型中，ME-Macs的抗原呈遞和白細胞遷移相關通路明顯上調，MHC II表達增強，提示ME-Macs在吞噬病理αS后激活了適應性免疫反應。在3月齡3KL小鼠中，肌間神經叢附近CD3? T細胞顯著擴增，且以CD4? T細胞為主。PD患者空腸尸檢樣本中也觀察到類似的 CD4? T細胞浸潤，而黏膜固有層變化并不明顯。進一步分析發現，在PD-αS注射和3KL模型中，硬腦膜內CD3? T細胞同樣增加。利用光轉換小鼠進行追蹤后，作者證實，肌層外T細胞在αS病理誘導后可逐步遷移至硬腦膜，血液中僅短暫出現過渡性信號。TCR測序顯示，硬腦膜與肌層外T細胞之間存在顯著的克隆共享，尤其是擴增克隆。這些證據共同證明，在αS病理驅動下，肌層外CD4+ T細胞擴增并部分從腸道經硬腦膜遷移至腦部，形成腸-腦 T細胞軸。
利用單細胞轉錄組分析ME-Macs亞群，將ME-Macs分為Cd163?、Ccr2?及雙陰性三類亞群。其中，Cd163?亞群富集白細胞遷移和趨化性相關基因，Ccr2?亞群富集抗原加工通路，雙陰性群顯示出與白細胞遷移和細胞因子信號相關基因的上調。通過流式細胞術和IHC確實驗證了CD163、CCR2和雙陰性IBA1 ME-Mac的存在。流式細胞術顯示，3–4個月時WT和3KL小鼠的亞群數無差異。然而，CCR2? ME-Mac在3KL小鼠中通常顯著減少，顯著性在6個月時達到。盡管3KL小鼠中Ccr2? ME-Macs數量減少，但所有亞群吞噬s129p? αS的能力均增強。配體–受體預測分析顯示，TGFβ1是ME-Macs與T細胞之間潛力的關鍵信號分子。特異性敲除巨噬細胞Tgfb1后，PD-αS注射無法再誘導肌層外T細胞擴增，而ME-Macs的數量、吞噬能力及溶酶體狀態并未顯著改變，表明TGFβ1是ME-Macs調控T細胞反應的核心樞紐。
轉化應用上，將抗 CSF1R 與抗 CCR2 注射到外肌層中，以靶向清除 ME-Macs，可減少腸神經系統（ENS）及中樞神經系統（CNS）的 αS 病理沉積，抑制 T 細胞擴增，阻止 T 細胞沿“腸-腦軸"遷移，并緩解神經退行性病變與運動功能障礙，小鼠運動能力改善。為了進一步確認T細胞外逸在神經退行性變中的作用，作者使用了芬戈莫德（fingolimod）來阻止淋巴細胞從淋巴結進入循環。該治療同樣減輕了PD-αS誘導的黑質多巴胺能神經元丟失，進一步支持了腸道來源的T細胞遷移在疾病進展中的推動作用。這表明了 ME-Macs 是 αS 病理沿“腸-腦軸"傳播的早期細胞啟動因子。ME-Macs是αS病理沿腸-腦軸傳播的關鍵調控者，靶向ME-Macs或阻斷T細胞遷移可同時改善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 細胞擴增并改善運動行為
總之，該研究First揭示、由腸道肌間神經叢腸道肌層巨噬細胞（ME-Macs）驅動的腸-腦軸免疫病理通路。在PD早期，ENS中的ME-Mac吞噬病理αS，但其內溶酶體系統可能無法有效清除這些聚集體，導致αS在其內部發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，促進腸道局部αS反應性T細胞，尤其是CD4+ T細胞的活化和擴增。一部分活化的T細胞隨后遷移至硬腦膜，并可能進一步侵入腦實質，加劇神經炎癥和神經元損傷。靶向ME-Mac或其下游的T細胞反應，能夠中斷這一惡性循環，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域的巨噬細胞確立為帕金森病腸-腦軸病理傳播的早期細胞啟動者和調空者。這一發現為“體優先"帕金森病提供了明確的細胞學和免疫學起點。深化了對“體優先"PD亞型發病機制的理解，揭示了先天免疫與適應性免疫在腸-腦軸上的復雜互作。ME-Mac及其調節的T細胞反應，不僅為PD的早期診斷提供了潛在的生物標志物窗口，也為開發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和干預靶點。
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原始文獻：
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
