干扰素诱导GTP结合蛋白MX1驱动周围神经超兴奋性:小纤维神经病变的新机制

【字体: 时间:2025年10月02日 来源:Journal of Neuroinflammation 10.1

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  本研究针对小纤维神经病变(SFN)中免疫机制不清的问题,通过检测患者血清中抗MX1自身抗体水平,结合免疫组化、流式细胞术和膜片钳技术,发现MX1过表达可导致背根神经节神经元膜电位去极化和动作电位发放频率增加,揭示了MX1通过调控神经元兴奋性参与SFN病理过程的新机制,为自身免疫性SFN的诊断和治疗提供了新靶点。

  
在神经系统疾病领域,小纤维神经病变(Small Fiber Neuropathy, SFN)一直是个棘手的难题。患者常常遭受灼痛、刺痛和自主神经功能障碍的折磨,生活质量大打折扣。更令人困扰的是,约半数SFN病例找不到明确病因,被归为特发性SFN(idiopathic SFN, iSFN)。传统的神经传导检查对这些细小的神经纤维无能为力,诊断必须依赖皮肤活检显示表皮内神经纤维密度(IENFD)降低或其他小神经纤维功能测试。虽然免疫机制在某些SFN病例中的作用逐渐被认识,但其具体机制仍不清楚。
以往研究发现了一些可能与SFN相关的自身抗体,如抗硫酸酯抗体、抗三硫酸肝素二糖(TS-HDS)抗体、抗成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)抗体等,但大多数只是关联性而非致病性。直到抗plexin D1抗体被证实能够通过被动转移诱导机械性痛觉超敏,才为自身抗体导致SFN提供了直接证据。然而,这仍然不能解释所有自身免疫性SFN的病例。
Chan等人在《Journal of Neuroinflammation》发表的最新研究中,将目光投向了干扰素诱导的GTP结合蛋白MX1。MX1以其抗病毒特性闻名,但在自身免疫过程中的作用却鲜为人知。研究团队前期通过蛋白质组学芯片筛选发现,抗MX1抗体在特发性SFN患者中水平显著升高,提示它可能是SFN的一个潜在生物标志物。那么,MX1是否真的参与了SFN的发病过程?又是通过什么机制发挥作用的呢?
为了回答这些问题,研究人员开展了一项多层次的研究。他们首先通过酶联免疫吸附测定(ELISA)验证了SFN患者血清中抗MX1抗体水平的确高于健康对照,特别是在自身免疫性SFN亚组中更为明显。接着,他们利用免疫组化技术发现患者血清中的IgG能够与大鼠坐骨神经中的无髓神经纤维结合。通过免疫细胞化学和流式细胞术,他们进一步证实了患者血清中的抗体能够特异性识别MX1蛋白。最后,他们运用全细胞膜片钳技术研究了MX1在背根神经节(DRG)神经元中的功能作用,发现MX1过表达会导致神经元膜电位去极化和动作电位发放频率增加,表明MX1能够增强神经元的兴奋性。
研究采用了多种关键技术方法:1)使用ELISA检测59例皮肤活检确诊的SFN患者和20例健康对照血清中的抗MX1抗体水平;2)通过免疫组化观察患者IgG与大鼠坐骨神经纤维的结合情况;3)采用免疫细胞化学和流式细胞术验证抗体与MX1的特异性结合;4)利用膜片钳技术分析MX1过表达对DRG神经元电生理特性的影响;5)通过表面生物素化和免疫共沉淀实验探索MX1与TRPC6的相互作用。所有患者均来自新加坡国立大学医院神经科门诊(2015年1月至2021年6月)。
抗MX1自身抗体在明确SFN中升高,尤其在自身免疫亚组中更明显
通过间接ELISA检测发现,SFN患者的平均抗MX1 IgG水平为4.91μg/mL,显著高于健康对照组的3.18μg/mL(p=0.0278)。亚组分析显示,自身免疫性SFN患者的抗MX1水平既高于健康对照,也高于其他原因导致的SFN患者(p=0.034和p=0.014)。七例患者的抗体浓度超过健康对照组均值3个标准差以上。
SFN患者的IgG与周围神经结合
免疫组化结果显示,自身免疫性和特发性SFN患者的血清IgG与大鼠坐骨神经纤维中的周围蛋白(peripherin)共定位,表明确实存在针对无髓神经纤维的自身抗体,而健康对照血清则无此现象。
细胞实验证实明确SFN患者的IgG与MX1特异性结合
免疫细胞化学显示,患者血清能够特异性染色表达MX1的HEK293细胞,而不染色野生型细胞。流式细胞术进一步量化了这一结合,发现免疫细胞化学阳性的患者组显示MX1/WT荧光强度比变化值(578.5 vs 149.3)和阳性细胞百分比(74.3% vs 11.00%)均显著高于阴性组(p<0.0001)。IgG亚类分析显示这些抗体 exclusively 属于IgG1亚类。
MX1过表达导致背根神经节神经元膜电位显著去极化和动作电位频率增加
尽管表面生物素化实验显示TRPC6和MX1都存在于细胞膜上,但免疫共沉淀未能证明两者之间存在直接相互作用。在HEK293细胞中,MX1共转染对TRPC6电流密度的影响无统计学意义。然而,在DRG神经元中,MX1过表达导致静息膜电位显著去极化(p<0.001)和动作电位发放频率增加。有趣的是,加入抗MX1 IgG并未进一步改变DRG的电生理特性,提示自身免疫成分可能通过间接机制参与SFN发病。
本研究通过多层次的实验证实了抗MX1自身抗体在SFN,特别是自身免疫性SFN中的重要作用。研究发现不仅验证了抗MX1抗体在SFN患者中的存在和升高,还首次揭示了MX1通过调节神经元兴奋性参与SFN病理过程的机制。MX1过表达导致DRG神经元膜电位去极化和动作电位发放频率增加,这可能是SFN患者疼痛和感觉异常症状的基础。
尽管研究未能证明MX1与TRPC6之间的直接相互作用,但发现了MX1对神经元兴奋性的直接影响,这为理解SFN的病理生理机制提供了新视角。抗MX1抗体可能通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)、补体依赖性细胞毒性(CDC)或Fcγ受体(FcγR)依赖的机制间接影响神经元功能,而非直接改变MX1的功能。
这些发现具有重要的临床意义。抗MX1抗体可能成为自身免疫性SF的一个特异性生物标志物,有助于患者的分类和诊断。针对MX1的干预措施可能为SFN的治疗提供新思路,例如开发针对MX1或其信号通路的特异性抑制剂。
研究的局限性包括样本量相对较小,以及尚未在体内模型中验证抗MX1抗体的致病性。未来研究需要在更大的多中心队列中验证这些结果,并进一步探索MX1影响神经元兴奋性的具体分子机制。
总之,这项研究不仅为SFN的免疫机制提供了新的证据,也为开发新的诊断和治疗方法奠定了基础。MX1作为一个新的参与者,可能会改变我们对小纤维神经病变的认识和治疗策略。
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