MyD88基因缺陷通过影响树突状细胞和T细胞,保护小鼠免受实验性自身免疫性脑脊髓炎的侵害

《Immunology》:MyD88 Deficiency Protects Mice From Experimental Autoimmune Encephalomyelitis by Influencing Both Dendritic Cells and T Cells

【字体: 时间:2025年12月15日 来源:Immunology 5

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  本研究揭示MyD88在多发性硬化症(MS)和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中起关键作用,通过调控树突状细胞(DC)成熟及分泌炎症因子(如IL-6、TNF-α),影响Th1/Th17细胞分化及T细胞激活,导致MyD88缺陷小鼠对EAE完全免疫。单细胞测序显示MyD88高表达于mDCs和pDCs,其缺失显著削弱DC-T细胞互作,提示MyD88是神经炎症的核心调控靶点。

  
本文研究了MyD88蛋白在多发性硬化症(MS)和其动物模型实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中的关键作用,揭示了其在免疫细胞互作和炎症反应调控中的机制。研究结合单细胞RNA测序、体内体外实验及数据库分析,系统性地阐明了MyD88在DCs(树突状细胞)和CD4+ T细胞中的功能,为神经炎症相关疾病的靶向治疗提供了新思路。

### 1. MyD88在MS和EAE中的核心地位
研究首先通过分析MS患者PBMCs的单细胞转录组数据,发现MyD88在DCs和CD4+ T细胞中显著高表达,提示其在MS病理进程中可能发挥关键作用。进一步通过构建MyD88基因敲除小鼠模型,发现该模型对EAE完全免疫,且在疾病高峰期观察到明显的免疫细胞浸润减少和炎症因子调控异常。

### 2. MyD88介导的免疫细胞互作网络
单细胞测序揭示EAE进程中DC亚群分化为cDC1、cDC2、moDC和pDC四类,其中moDC和pDC的MyD88表达水平最高。值得注意的是,MyD88缺失导致DC与T细胞间的通讯显著减弱:
- **DC成熟障碍**:MyD88缺陷的DCs在LPS、MOG肽等刺激下,CD40、CD80和CD86等共刺激分子表达量显著降低,且对CpG DNA的应答依赖MyD88信号通路。
- **T细胞激活缺陷**:流式分析显示,MyD88缺失DCs与T细胞簇的相互作用减少,导致CD4+ T细胞中Th1(IFN-γ+)和Th17(IL-17A+)亚群分化受阻。
- **跨细胞信号调控**:通过CellChat分析发现,MyD88+ DCs通过Tnf-Tnfrsf1b、Selplg-Sell等配体-受体轴与T细胞高效互作,而MyD88缺失DCs的信号网络被破坏,影响IL-12、IL-6等关键炎症因子的传递。

### 3. 炎症因子分泌的分子机制
RNA测序和定量PCR验证了MyD88对DCs分泌炎症因子的调控作用:
- **关键因子表达抑制**:MyD88缺陷DCs中IL-6、TNF-α、IL-12b和IL-23p40的表达量显著降低(降幅达2-4倍)。
- **Th细胞分化的直接调控**:体外共培养实验表明,MyD88缺失DCs无法有效诱导Th1和Th17细胞的特征性转录因子表达(如Tbet、RORγt),需额外补充IL-12p70或IL-6方可恢复分化能力。
- **神经组织炎症微环境破坏**:通过组织学染色发现,MyD88缺失小鼠的脊髓中MHC II+ DCs数量减少,而浸润的Th1/Th17细胞比例显著降低,证实MyD88对中枢神经炎症的调控作用。

### 4. 疾病进展的时间依赖性特征
研究通过动态监测EAE小鼠发现:
- **疾病初期(0-5天)**:MyD88在抗原呈递DCs中快速激活,介导初始T细胞增殖。
- **疾病进展期(5-10天)**:MyD88通过调控IL-6/IL-23轴驱动Th17细胞分化,同时促进CD8+ T细胞对髓鞘抗原的特异性激活。
- **免疫耐受窗口期(10-15天)**:MyD88缺陷导致DCs无法通过分泌TGF-β抑制Th17过度活化,形成免疫失衡状态。这一时间轴为开发阶段特异性抑制剂提供了理论依据。

### 5. 临床转化潜力与治疗策略
基于研究结论,作者提出以下治疗靶点:
- **MyD88抑制剂开发**:针对MyD88在DCs表面的高表达特性,设计靶向DCs的纳米载体药物(如包裹siRNA的脂质体)。
- **分阶段免疫调节**:在疾病早期使用MyD88激活剂(如TLR4激动剂CpG DNA)促进抗原呈递功能,后期采用MyD88拮抗剂(如小分子M5049类似物)抑制过度炎症。
- **联合疗法优化**:发现MyD88缺失DCs对IL-6补充敏感,提示"IL-6依赖性Th17通路"可作为联合治疗的新策略。

### 6. 研究局限与未来方向
当前研究存在以下局限:
- **单细胞数据覆盖范围**:未检测到CD8+ T细胞亚群(如CXCR3+ Th1细胞)的MyD88依赖性信号通路。
- **人类数据验证不足**:仅通过GEO数据库中的MS患者数据间接支持结论,需开展多中心队列研究。
未来研究建议:
1. **空间转录组技术**:结合ImageNet分析,定位MyD88在脑微环境中的时空表达特征。
2. **条件性基因敲除**:使用 Rosa26-Cre系统实现MyD88在神经免疫细胞中的特异性敲除,验证亚群特异性作用。
3. **生物信息学扩展**:通过WGCNA整合分析发现MyD88调控的26个共表达基因网络,其中IL-17A相关信号通路存在异常富集。

### 7. 跨学科启示
本研究为以下领域提供了交叉创新思路:
- **计算生物学**:基于单细胞测序数据构建MyD88-DC-T细胞互作网络模型,预测关键治疗靶点。
- **材料工程**:开发靶向DCs的递送系统(如基于CRISPR-Cas9的RNA编辑载体),实现精准调控。
- **临床转化**:基于现有抑制剂(如Enpatoran)进行药效动力学优化,特别关注血脑屏障穿透能力。

该研究系统性地揭示了MyD88在神经免疫微环境中的枢纽作用,其机制涵盖细胞亚群分化、共刺激信号传递和炎症因子网络调控三个层面,为MS和EAE的精准治疗提供了重要理论支撑。后续研究需结合多组学技术(如空间代谢组学)和人工智能驱动的药物筛选平台,加速从基础研究向临床应用的转化进程。
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