SPG11与SPG48中非经典炎症小体过度激活驱动神经炎症的新机制

《Drug Resistance Updates》：Hyperactivity of the non-canonical inflammasome in SPG11 and SPG48

本研究针对遗传性痉挛性截瘫SPG11/SPG48中神经炎症机制不明的难题，通过体内外实验首次揭示Spatacsin缺失通过下调AP5复合体导致非经典炎症小体过度激活，从而增强先天免疫细胞对LPS的炎症反应。该发现不仅阐明了SPG11/SPG48的神经炎症驱动机制，更为抗炎治疗提供了新靶点。

　　

在神经科学领域，遗传性痉挛性截瘫（HSP）是一组具有高度异质性的神经退行性疾病，其中SPG11是最常见的常染色体隐性遗传亚型。患者通常表现为进行性下肢痉挛性瘫痪，并伴有认知障碍、小脑性共济失调等复杂症状。尽管已知SPG11由Spatacsin基因突变引起，且该蛋白与适配体蛋白复合物5（AP5）相互作用，但神经退行性变过程中的神经炎症机制始终是未解之谜。特别值得注意的是，SPG11患者尸检脑组织显示存在显著的小胶质细胞激活，这提示先天免疫细胞可能在该疾病进程中扮演重要角色。

为深入探究这一问题，由Christian Andreas Hübner领导的研究团队在《Drug Resistance Updates》上发表了突破性研究。团队通过构建Spg11基因敲除（KO）小鼠模型，结合患者来源的巨噬细胞，首次揭示Spatacsin缺失会特异性导致非经典炎症小体过度激活，从而显著增强先天免疫细胞对脂多糖（LPS）的炎症反应。这一发现不仅阐明了SPG11及相关疾病SPG48的神经炎症驱动机制，更为开发针对性的抗炎治疗策略提供了理论依据。

研究团队运用了多项关键技术方法：从野生型、Spg11 KO和Ap5z1 KO小鼠中分离原代小胶质细胞和骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）；使用SPG11患者的外周血单核细胞分化巨噬细胞；通过蛋白质印迹、ELISA和乳酸脱氢酶（LDH）检测分析炎症小体激活；利用脂质体转染LPS特异性激活非经典炎症小体；进行体内LPS诱导的炎症模型实验；采用质谱技术分析蛋白质组变化。

神经退行性变在Spg11 KO小鼠中导致小胶质细胞激活

研究发现，16月龄的Spg11 KO小鼠大脑中IBA1阳性小胶质细胞数量显著增加，而2月龄无症状小鼠中未见差异，表明小胶质细胞激活是继发于神经退行性变的次级现象。

腹腔注射LPS后无症状Spg11 KO小鼠脑中IBA1阳性细胞增加更显著

对2月龄小鼠腹腔注射LPS（5 mg/kg）后，KO小鼠大脑中激活的小胶质细胞数量显著高于野生型，提示Spatacsin功能缺失可能以细胞自主性方式影响小胶质细胞。

Spatacsin缺失特异性增强原代小胶质细胞中非经典而非经典NLRP3炎症小体

通过分离新生小鼠原代小胶质细胞，研究发现虽然LPS priming阶段两组无差异，但使用尼日利亚菌素激活经典炎症小体时IL-1β和LDH释放无基因型差异。而用脂质体转染LPS激活非经典通路时，KO小胶质细胞的IL-1β和LDH释放显著增强。

Spatacsin缺失也增强骨髓源性巨噬细胞中非经典炎症小体的敏感性

在BMDMs中，经典炎症小体激活指标（ASC斑点形成、Caspase-1切割等）无基因型差异，但非经典炎症小体激活后，KO细胞的IL-1β释放、LDH释放及GSDMD切割均显著增加。革兰氏阴性菌感染实验进一步证实了这一特异性增强。

SPG11患者单核细胞源性巨噬细胞中非经典炎症小体过度活跃

来自5名SPG11患者的外周血单核细胞分化巨噬细胞在非经典炎症小体激活后，IL-1β和IL-18释放显著高于健康对照，证实人类细胞中也存在类似现象。

AP5亚基Ap5z1缺失也增强BMDMs中非经典炎症小体的反应

质谱分析显示Spg11 KO BMDMs中Ap5z1和Ap5b1表达显著下调。使用Ap5z1 KO BMDMs证实非经典炎症小体激活增强，而经典通路不受影响，表明AP5复合体参与非经典炎症小体的调控。

LPS诱导的死亡率在Spg11 KO小鼠中增加

体内实验显示，高剂量LPS（20 mg/kg）攻击后，KO小鼠死亡率显著升高（11% vs 67%），血清中LDH、IL-1β和IL-1α水平升高，脾脏中切割的GSDMD增加。低剂量LPS（5 mg/kg）攻击后，KO小鼠体重下降更明显，临床评分更差。

研究结论表明，Spatacsin和AP5ζ1缺失通过下调AP5复合体，特异性导致非经典炎症小体过度激活，从而增强先天免疫细胞对炎症刺激的反应。这一机制不仅解释了SPG11和SPG48中神经炎症的驱动因素，也提示患者可能对革兰氏阴性菌感染引发的并发症更为易感。更重要的是，该研究为SPG11和SPG48患者使用抗炎药物减缓疾病进展提供了理论支持，并提示监测感染相关并发症的重要性。这些发现很可能也适用于SPG15，因为Spastizin同样与Spatacsin和AP5复合体相互作用。

该研究的创新性在于首次将SPG11/SPG48与非经典炎症小体过度激活联系起来，揭示了神经炎症的新机制，为理解这类遗传性神经退行性疾病的病理生理提供了全新视角，也为开发靶向治疗策略指明了方向。