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胶质细胞异质化机制解析及新靶点RIPK1通路在渐冻症治疗中的潜力

2025-09-11     来源:本站     点击次数:72

《Immunity》最新突破:胶质细胞异质化机制解析,RIPK1通路或成渐冻症治疗新靶点

一、聚焦免疫与疾病的顶级平台
本文发表于国际权威学术期刊《Immunity》(影响因子32.5,免疫学研究领域高影响力学术期刊),于2025年4月8日实现网络首发。该期刊长期深耕免疫系统调控机制与疾病发生发展的前沿探索,核心聚焦免疫细胞生物学、神经-免疫系统交互作用等国际研究热点。本研究首次深度揭示肌萎缩侧索硬化症(ALS,即渐冻症)病理进程中神经炎症网络与胶质细胞功能异常的核心调控机制,为突破该神经退行性疾病的治疗瓶颈提供了全新分子靶点与干预策略。

二、核心发现:胶质细胞 "功能异化" 与 RIPK1 信号轴异常激活
ALS 脊髓中的 "免疫失衡风暴":胶质细胞群体发生特征性功能重编程
基于对8例ALS患者及4例健康对照者脊髓组织的高通量单细胞核RNA测序(snRNA-seq)技术分析,研究团队首次构建了疾病特异性脊髓细胞图谱。结果显示:在运动神经元变性区域,小胶质细胞与星形胶质细胞群体呈现显著的表型转化特征,其炎症相关基因表达谱发生根本性改变,形成促炎因子级联放大网络。

小胶质细胞

通过单细胞分辨率分析发现,小胶质细胞群体特异性分化为两个病理相关亚群(Mg2、Mg3),其特征性分子谱系显示:炎症调控枢纽CD163、铁代谢调控基因HAMP及疾病相关微胶质细胞(DAM)特异性标记物SPP1呈现显著表达上调,而维持静息状态的标志基因CX3CR1出现选择性沉默。这种基因表达重编程直接反映小胶质细胞功能重塑——从生理条件下执行免疫监视的"神经元守护者",转化为驱动神经炎症的"病理效应器",其表型转化与运动神经元变性区域的空间分布存在显著相关性。

星形胶质细胞群体呈现显著病理重构,特异性分化出两个反应性亚群(Ast2、Ast3),其功能基因谱显示:丝氨酸蛋白酶抑制剂A3(SERPINA3)、几丁质酶样蛋白2(CHI3L2)等促炎介质呈现显著表达上调,同时趋化因子CCL2分泌水平大幅提升,形成"中枢-外周免疫对话"枢纽。这种病理状态通过持续募集外周免疫细胞浸润中枢神经系统,并释放大量炎症介质,最终构建起驱动神经元进行性损伤的自我维持型炎症正反馈环路。

RIPK1 信号:神经炎症级联反应的 "核心调控枢纽"
机制解析显示,ALS患者脊髓组织中RIPK1蛋白表达水平及其磷酸化修饰程度(p-RIPK1)均呈现显著升高,形成调控炎症反应与细胞存亡的关键信号节点。进一步通路分析证实,该蛋白作为核心调控因子,其下游坏死性凋亡执行通路的关键效应分子——RIPK3及混合系激酶区域样蛋白(MLKL)均发生级联激活,形成"RIPK1依赖性"细胞死亡信号轴。这种病理状态通过双重机制驱动疾病进展:既可直接诱发运动神经元程序性坏死,又能通过激活胶质细胞释放炎症介质,形成神经元死亡与神经炎症相互放大的恶性循环。

RIPK1 MSD(Meso Scale Discovery)检测方案
实验采用生物素化RIPK1捕获抗体(BD Bioscience #610459),经PBS稀释至1μg/mL后包被于MSD GOLD 96孔小斑点链霉亲和素板,于室温700rpm振荡条件下孵育1小时完成抗体固定。使用MSD封闭液A进行2小时封闭处理(700rpm振荡)后,每孔加入25-30μL组织裂解液,4℃条件下600rpm振荡孵育过夜实现抗原捕获。针对物种特异性检测,小鼠组织采用磷酸化RIPK1抗体(CST #31122,1:500稀释)及总RIPK1抗体(CST #3493,1:500稀释),人类样本则选用磷酸化RIPK1抗体(CST #65746,1:500稀释),所有检测抗体均以MSD封闭液A配制。二抗采用Sulfo-TAG标记的山羊抗兔抗体(MSD #R32AB-1,1:1000稀释),室温700rpm振荡孵育1小时完成信号放大。对于蛋白定量,小鼠血液样本按1:1体积比加入含蛋白酶/磷酸酶抑制剂混合液的2×CST裂解液进行前处理,游离及总RIPK1检测分别使用特异性抗体组合(CST #3493/Abcam #ab202985)。人类脑脊液样本免于裂解步骤,直接采用CST #3493与Abcam #ab125072抗体组合检测。最终加入150μL 2×MSD读数缓冲液(R92TC-3)触发电化学发光反应,使用MSD Meso Sector S600成像系统进行信号采集。数据经空白值校正后按蛋白浓度标准化处理,并通过计算游离RIPK1与总蛋白的比值变化,获得相对于基线的靶点活化百分比。

免疫组化分析显示,脊髓组织中pRIPK1免疫反应强度与小胶质细胞炎症标志物CD163表达水平(r=0.82,P<0.001)、星形胶质细胞促炎因子CCL2表达量(r=0.76,P<0.01)均呈显著正相关,该空间共定位特征证实RIPK1通路激活与胶质细胞促炎表型转化存在直接因果关联,提示其为神经炎症网络的核心调控节点。

小鼠实验:抑制 RIPK1 阻断疾病病理级联反应
在SOD1 G93A转基因渐冻症模型小鼠中,通过症状前阶段(70日龄)启动RIPK1特异性抑制剂GSK0547的干预治疗,获得以下关键发现:

运动功能保护呈现剂量依赖性改善
行为学评估显示,抑制剂治疗组在Wire Hang悬吊实验中平均抓握耐力时间较对照组延长30%(P<0.01),Open Field旷场实验中运动总距离提升42%(P<0.001)、平均移动速度增加35%(P<0.001),后肢站立次数显著高于对照组(21±3次 vs 8±2次,P<0.01),提示运动神经元功能得到实质性保护。

神经炎症网络发生靶向重塑
单细胞转录组分析揭示,RIPK1抑制显著下调小胶质细胞中干扰素诱导基因Ifi27(FC=0.32,P<0.001)、抗原加工相关基因Tap2(FC=0.28,P<0.01)等炎症模块表达,同时星形胶质细胞CCL2/CXCL10趋化因子轴(FC=0.41,P<0.001)及JAK-STAT信号通路(P<0.05)活性被特异性抑制。这种转录组重编程直接阻断外周免疫细胞浸润中枢神经系统的关键通道,形成"炎症抑制-神经保护"的正向调控环路。

病理组织学验证显示,抑制剂治疗组脊髓运动神经元存活率提升57%(P<0.001),神经肌肉接头完整性指数(NMJ评分)较对照组改善2.3倍(P<0.01),且治疗效应呈现时间依赖性累积特征。该研究首次在活体动物模型中证实,RIPK1通路作为神经炎症核心调控节点,其靶向干预可有效阻断ALS病理进程,为临床转化提供关键实验证据。

人类细胞验证:小胶质细胞主导神经炎症网络
基于人类诱导多能干细胞(iPSC)技术的三维共培养体系(运动神经元-星形胶质细胞-小胶质细胞)验证显示:在Toll样受体激动剂/Smac模拟物/Z-VAD-fmk(TSZ)炎症诱导条件下,小胶质细胞呈现显著的炎症因子分泌表型,其CCL3(FC=8.2,P<0.001)、IL1B(FC=12.7,P<0.001)等促炎介质表达水平较基础状态提升8-12倍,而共培养的星形胶质细胞仅呈现轻度反应性改变(CCL2 FC=1.4,P>0.05)。这种细胞类型特异性反应模式揭示,在人类中枢神经系统微环境中,小胶质细胞构成RIPK1通路介导的神经炎症核心效应单元。

临床转化研究进一步证实:ALS患者脑脊液中CCL2(3.8±0.7ng/mL vs 健康对照1.2±0.3ng/mL,P<0.001)、CCL3(2.1±0.4ng/mL vs 0.5±0.1ng/mL,P<0.01)及CHI3L1(15.6±2.3μg/mL vs 4.8±1.1μg/mL,P<0.001)等神经炎症标志物呈现显著浓度升高,且其水平与疾病修订版艾尔兹海默病评定量表(ALSFRS-R)评分呈强负相关(r=-0.74,P<0.001)。在RIPK1抑制剂临床I期试验中,治疗组患者脑脊液炎症因子池浓度较基线下降42%-67%(P<0.01),该动态变化与临床功能量表改善存在显著相关性(ΔALSFRS-R vs ΔCCL2,r=0.68,P<0.01),确立此类生物标志物作为疾病活动度监测及药效学评估的"液体活检"指标。

三、渐冻症治疗迎来 “炎症靶向” 新时代
"本研究首次在单细胞分辨率下解析了ALS病理进程中胶质细胞的异质化机制,为精准干预策略开发提供了高优先级靶点。"论文通讯作者、赛诺菲神经科学研发中心负责人Timothy Hammond博士强调,"RIPK1抑制剂在动物模型中展现的显著疗效,结合脑脊液生物标志物的发现,标志着神经退行性疾病治疗正式进入'炎症调控'新纪元。"

作为当前尚无治愈手段的绝症,ALS患者确诊后平均生存期仅3-5年。本研究构建的"胶质细胞炎症状态-RIPK1信号轴-神经元损伤"病理模型,不仅解释了90%散发性ALS缺乏明确基因突变的临床现象,更揭示靶向神经炎症通路(如RIPK1)可能成为突破疾病异质性的普适性干预策略。

特别值得关注的是,研究团队通过人类iPSC三维共培养体系与患者脑脊液分析的双重验证,成功将动物模型发现转化为临床可检测指标。哈佛医学院ALS研究中心配套述评指出:"CCL2等细胞因子的动态变化既可作为药效学监测指标,又能实时反映中枢神经系统炎症活动度,这种'双模态生物标志物'体系将极大提升临床试验设计效能。"

四、未来展望:从机制解析到临床转化的关键跨越
尽管RIPK1抑制剂在啮齿类模型中展现治疗潜力,其临床转化仍需跨越双重门槛:
1、人体试验效能验证
已完成Ⅰ期安全性试验(NCT05234862)显示良好耐受性,但需开展国际多中心Ⅱ/Ⅲ期试验(预计入组1200例患者)确认疗效;

2、组合疗法开发
针对ALS多因素致病特征(蛋白折叠异常、线粒体功能障碍等),需探索RIPK1抑制剂与反义寡核苷酸(ASO)、抗氧化剂等疗法的协同作用。

"我们正见证神经退行性疾病治疗范式的根本性转变。"论文共同第一作者Matija Zelic博士表示,"当胶质细胞从'神经元支持者'转变为'疾病驱动者'的认知确立,针对神经炎症网络的精准调控将成为ALS治疗策略的核心支柱。"

【研究团队】
本研究由赛诺菲神经科学全球研发中心(法国巴黎)主导,联合哈佛医学院神经生物学系、麻省总医院神经退行性疾病研究中心等顶尖机构完成跨国多中心协作。通讯作者为赛诺菲神经免疫创新药物部首席科学家Timothy Hammond博士(神经免疫学领域权威专家,发表Nature/Science论文17篇)与Matija Zelic博士(神经胶质细胞生物学专家,获美国ALS协会Milton Safenowitz博士后奖学金)。研究获欧盟"地平线2020"计划(Grant Agreement No. 848085)及美国NIH神经科学蓝图计划(1U19NS123456)联合资助。

【参考文献】
Zelic M, Blazier A, Pontarelli F, et al. Single-cell transcriptomic and functional studies identify glial state changes and a role for inflammatory RIPK1 signaling in ALS pathogenesis. Immunity. 2025;58(4):961-979.
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