Gba1 F213I点突变小鼠助力证实GBA1突变经LCN2加重神经元丢失
帕金森病（Parkinson's disease, PD）是老年人中第二常见的神经退行性疾病，病理特征是黑质致密部（substantia nigra pars compacta, SNpc）多巴胺能神经元丢失，以及主要由聚集态α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）构成的路易小体。GBA1是散发性PD中突变频率最高的基因，携带GBA1突变者发生PD的可能性升高5到30倍，约30%的携带者在80岁前发病，且发病年龄比非携带者早约5年，更常出现认知下降、痴呆与嗅觉异常。然而，GBA1突变如何推动多巴胺能神经元丢失，目前仍缺乏定论，也缺少合适有效的干预策略与靶点。
2026年3月31日，复旦大学基础医学院马端团队在Cell Death & Differentiation在线发表题为"GBA1 F213I mutation increases the expression of LCN2 promoting neurodegeneration"的研究论文，表明GBA1突变会上调脂质运载蛋白2（lipocalin-2, LCN2）的表达，而敲除Lcn2可以减轻GBA1突变相关模型中多巴胺能神经元的丢失。
南模生物为该研究提供了Gba1F213I/+、Gba1flox/+;Ubc-CreERT2、Gba1flox/flox;Nestin-cre及野生型C57BL/6小鼠。
研究首先关注F213I这一在亚洲人群中相对常见、且已在GBA1相关PD患者中报道过的突变。与此前报道的GBA1全身敲除及L444P点突变小鼠类似，F213I纯合小鼠因皮肤发育缺陷在出生后不久死亡，因此研究使用杂合小鼠。Gba1F213I/+小鼠的肝、脾、脑组织中Gba1蛋白水平下降，GCase活性也降低，但这些组织中未观察到α-syn蛋白蓄积，SNpc多巴胺能神经元也未见明显异常。在MPTP（20 mg/kg，连续4天，每次注射一小时后给予丙磺舒250 mg/kg）诱导后，Gba1F213I/+小鼠SNpc中酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）阳性神经元的丢失较野生型更重，提示该突变提高了小鼠对多巴胺能神经元丢失的易感性。
为寻找背后的分子线索，研究团队合并分析了四组脑组织的基因表达差异数据：Gba1F213I/+小鼠、他莫昔芬诱导早期（7天）的Gba1flox/F213I;UBC-CreERT2小鼠、Gba1flox/flox;Nestin-Cre小鼠，以及经GCase抑制剂conduritol-β-epoxid（CBE）处理的小鼠。四组模型中共有六个基因表达发生改变，其中Ccl2与Slc15a3在四组之间方向并不一致，其余四个基因（Rsad2、Nlrc5、Irf7、Lcn2）在四组中一致上调，而Lcn2在Gba1F213I/+小鼠中升高最为明显。免疫印迹与免疫荧光进一步证实，Gba1F213I/+小鼠与他莫昔芬诱导的Gba1flox/F213I;UBC-CreERT2小鼠脑内Lcn2表达升高，SNpc、纹状体、大脑皮层与海马等多个区域均可观察到这一变化。
这一关联在细胞与病毒体系中同样成立。在SH-SY5Y与SVGp12神经来源细胞中，用CRISPR/Cas9敲低GBA1，或稳定表达带Flag标签的GBA1 L444P突变体，均使LCN2表达升高。将表达GBA1 L444P的AAV9立体定位注射到小鼠SNpc后，该侧TH阳性神经元对MPTP诱导的损伤更敏感，LCN2表达也随之升高。
那么升高的LCN2做了什么？对稳定表达LCN2的SH-SY5Y细胞做转录组分析，GSEA结果显示氧化应激相关通路被激活。用重组LCN2蛋白（0.5或1 μg/mL）处理SH-SY5Y与BE(2)-M17细胞，细胞内活性氧（reactive oxygen species, ROS）水平升高，并随浓度增加而上升；加入LCN2抗体可降低这一升高。表达GBA1 L444P的SH-SY5Y细胞中ROS同样升高，抗体处理后也有所下降。来自Gba1F213I/F213I小鼠的原代星形胶质细胞Lcn2表达增加，其条件培养基处理神经来源细胞后同样推高ROS，加入抗体后ROS下降。
在体内，向Gba1F213I/+小鼠SNpc立体定位注射重组Lcn2蛋白、以等体积PBS作对照，7天后注射侧多巴胺能神经元丢失增加，α-syn水平较对照侧升高，提示LCN2升高可能是一个加重病理的不利信号。
反向实验给出了对应的结果。将Lcn2敲除小鼠与Gba1F213I/+小鼠杂交后，MPTP诱导的SNpc中TH阳性神经元丢失明显减少；在立体定位注射AAV9-GBA1 L444P的模型中，Lcn2敲除同样减轻了SNpc神经元损伤的程度。
综上所述，此研究在GBA1突变相关模型中把LCN2放在了多巴胺能神经元损伤的下游：GBA1突变或敲低使LCN2表达升高，升高的LCN2推高神经细胞内ROS、促进α-syn蓄积与神经元丢失，而敲除Lcn2或用抗体中和LCN2可以减轻这一损伤。研究提示LCN2是GBA1相关帕金森病的一个潜在干预靶点，也为理解GBA1突变与PD之间的病理联系提供了线索。
