2025年12月1日,《自然-神经科学》发表的一项研究,首次通过小鼠模型证实,在多发性硬化(MS)病灶中富集的氧化磷脂酰胆碱(OxPCs)本身即可独立驱动慢性、进展性的神经退行性病变。研究揭示,OxPCs通过激活IL-1β信号通路,在病灶局部营造出类似进展型MS“慢速扩大病灶”的病理微环境,而靶向IL-1β信号则能有效缓解这一慢性损伤过程。
多发性硬化(MS)的进展型阶段(P-MS)是导致患者不可逆残疾累积的主要原因,其核心病理特征是中枢神经系统内出现慢速扩大的慢性活动性病灶。这些病灶边缘持续有免疫细胞活跃,中心则发生缓慢的轴突丢失和神经退变。尽管已知氧化应激及其产物OxPCs在这些病灶中高度富集,但它们究竟是神经退变的“副产品”还是驱动病变的“主犯”,始终缺乏直接的因果证据。
来自加拿大萨斯喀彻温大学和美国国立卫生研究院(NIH)的联合团队,通过向小鼠脊髓白质中立体定位注射微量OxPCs,巧妙地绕开了传统MS模型的复杂免疫反应,直接回答了OxPCs的独立致病性。
OxPCs“单枪匹马”驱动慢性神经退变病灶
研究者首先比较了注射后24小时(急性期)和42天(慢性期)的病变特征(图1,扩展数据图1-3):
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急性期:以髓鞘(MBP)和少突胶质细胞(OLIG2)的广泛丢失为主,伴随小胶质细胞/巨噬细胞(IBA1+)的快速浸润和星形胶质细胞(GFAP+)的活化。
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慢性期(42天):髓鞘成分得到部分恢复,但轴突(NFH+)的损伤和丢失持续加重,表现为轴突肿胀、断裂和β-淀粉样前体蛋白(βAPP)的异常积聚。这种“髓鞘部分修复而轴突持续退化”的模式,精准模拟了P-MS病灶的病理特征。即使在注射后100天,病灶内仍可检测到持续的OxPC沉积、炎症和轴突损伤,表明该病变具有自我维持和难以消退的慢性特征。
IL-1β信号是OxPC神经毒性的核心执行者
为探究OxPCs如何驱动慢性损伤,研究者对病灶组织进行了空间转录组学分析(图2,扩展数据图4)。结果发现,病灶内显著富集的通路主要与先天免疫激活、细胞因子信号和脂质代谢相关。其中,IL-1β被预测为调控这些病理网络的核心上游因子。
免疫荧光染色证实,在OxPC注射后第7、42和100天,病灶中活化的(cleaved)IL-1β水平持续升高,且主要定位于浸润的CD45+免疫细胞(扩展数据图8)。关键的因果验证实验显示(图5):
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在Casp1/Casp4双敲除小鼠(无法产生成熟的IL-1β)中,OxPC诱导的病灶内OxPC积聚、轴突丢失和髓鞘损伤均显著减轻。
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使用IL-1受体拮抗剂Anakinra阻断IL-1β信号,同样能有效缓解慢性OxPC病变的严重程度,且保护效应呈剂量依赖性(扩展数据图9)。
这确立了OxPCs → IL-1β → 慢性神经退变的核心病理通路。
小胶质细胞的双面角色与年龄的“催化剂”效应
研究进一步探讨了小胶质细胞在其中的作用(图3,4,扩展数据图7):
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保护性角色:使用CSF1R抑制剂PLX3397清除小胶质细胞后,慢性OxPC病灶的轴突损伤和髓鞘脱失显著加剧,表明正常小胶质细胞的存在对于限制病变扩散和促进修复至关重要。
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动态演变与年龄影响:通过谱系示踪技术(TMEM119CreER:Ai9TdTom)发现,在慢性病灶中,高达40%的IBA1+细胞是由外周单核细胞分化而来的巨噬细胞,它们取代了原有的常驻小胶质细胞(扩展数据图5a-c)。与年轻小鼠(6周龄)相比,中年小鼠(52周龄)的病灶内小胶质细胞/巨噬细胞数量减少,但轴突损伤和细胞衰老标志物(p16INK4A)却显著加重(图6,扩展数据图6)。这提示,衰老可能通过损害小胶质细胞/巨噬细胞的保护功能,加剧了OxPCs驱动的神经退变。
总结与展望
这项研究首次提供了明确的体内证据,证实OxPCs是能够独立启动并维持慢性神经退行性病变的致病因子,而非仅仅是氧化应激的被动标记物。通过激活IL-1β信号,OxPCs营造了一个自我放大的炎症-损伤微环境,精准模拟了P-MS慢速扩大病灶的关键特征。
这一发现为P-MS的治疗提供了两个极具潜力的新策略:
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源头清除:直接靶向并中和OxPCs,例如使用OxPC特异性抗体(如E06),从源头上阻断病理级联反应。
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信号阻断:通过Anakinra或其它IL-1通路抑制剂,阻断OxPCs的下游效应。鉴于Anakinra已是获批用于治疗类风湿关节炎等疾病的临床药物,这一策略具有快速临床转化的潜力。
未来,联合靶向OxPCs与IL-1β,并考虑年龄对小胶质细胞功能的影响,或将为攻克进展型MS这一临床难题提供全新的武器。
参考文献:
Yu, R., Lozinski, B.M., Seifert, A. et al. Oxidized phosphatidylcholines deposition drives chronic neurodegeneration in a mouse model of progressive multiple sclerosis via IL-1β signaling. Nat Neurosci 29, 67–80 (2026).
相关阅读:
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Dong, Y. et al. Oxidized phosphatidylcholines found in multiple sclerosis lesions mediate neurodegeneration and are neutralized by microglia. Nat. Neurosci. 24, 489–503 (2021).
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Absinta, M. et al. A lymphocyte–microglia–astrocyte axis in chronic active multiple sclerosis. Nature 597, 709–714 (2021).