单细胞转录组与功能研究揭示ALS发病机制中胶质细胞状态转变及RIPK1炎症信号的关键作用

这篇开创性研究通过单核RNA测序(snRNA-seq)揭示了肌萎缩侧索硬化症(ALS)脊髓中胶质细胞的疾病相关状态转变，发现受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)及其介导的坏死性凋亡通路在ALS神经炎症中的核心作用。研究证实RIPK1激酶活性在ALS患者脊髓中显著升高，其抑制剂在SOD1G93A小鼠模型中能延缓症状出现并改善运动功能，同时发现RIPK1调控的细胞因子在ALS患者脑脊液(CSF)中异常升高，为ALS治疗提供了新的靶点和生物标志物。

　　

胶质细胞状态变化与神经炎症在ALS脊髓中显著存在

ALS病理以运动神经元丢失为特征，脊髓组织的转录组分析显示，与对照组相比，ALS样本中炎症和免疫相关生物过程显著上调，而突触信号和神经元功能相关过程下调。细胞因子如分泌型磷蛋白1(SPP1)、几丁质酶样蛋白2(CHI3L2)和CC趋化因子配体2(CCL2)在ALS脊髓中强烈上调，同时神经丝轻链(NEFL)和胆碱乙酰转移酶(CHAT)表达降低提示神经元丢失。单核RNA测序捕获了主要细胞类型，发现ALS脊髓中小胶质细胞和星形胶质细胞发生显著状态转变，呈现疾病相关亚群增多现象。

ALS富集的小胶质细胞和星形胶质细胞呈现独特的转录状态

小胶质细胞重聚类分析鉴定出四个亚群，其中Mg2和Mg3亚群在ALS中增多，表达独特的基因标记。Mg3亚群高表达SPP1和抗菌肽(HAMP)等神经退行性疾病相关标记，同时疾病相关小胶质细胞(DAM)标志物载脂蛋白E(APOE)、组织蛋白酶D(CTSD)和SPP1显著上调。免疫组化证实CD163在ALS脊髓实质中显著增加。星形胶质细胞分析发现Ast2和Ast3亚群增多，其中Ast3高表达炎症标志物SERPINA3、CHI3L2和补体成分3(C3)，这些变化与人类ALS病理特征高度一致。

ALS脊髓中DA-OPCs和少突胶质细胞增加

少突胶质细胞谱系细胞也呈现疾病相关状态转变，疾病相关少突胶质前体细胞(DA-OPCs)增多，表达CD44和KCNQ5等标记。成熟的少突胶质细胞减少，同时髓鞘形成少突胶质细胞(MFOL)和疾病相关少突胶质细胞(DA-OL)增多。DA-OL中SERPINA3上调，这与阿尔茨海默病和多发性硬化中的发现相似，提示不同神经退行性疾病间可能存在共同的少突胶质细胞反应模式。

RIPK1表达和坏死性凋亡特征在ALS脊髓中富集

基因本体分析显示程序性细胞死亡、细胞焦亡和坏死性凋亡通路在ALS脊髓中显著富集。RIPK1作为坏死性凋亡信号通路的核心组分，其mRNA和蛋白水平在ALS脊髓中均升高，且磷酸化RIPK1(S166)增加表明其激酶活性增强。靶向ALS数据库分析证实RIPK1、RIPK3和MLKL在颈髓和腰髓区域表达上调。值得注意的是，星形胶质细胞和小胶质细胞中炎症相关基因表达与pRIPK1蛋白水平呈正相关，提示RIPK1激活可能驱动神经炎症反应。

RIPK1激酶抑制延缓疾病进展并调节SOD1^G93A小鼠的神经炎症

在SOD1^G93A小鼠中，CNS穿透性RIPK1抑制剂(GSK'547)治疗延迟了症状出现和体重减轻，显著改善了悬吊和旷场测试中的运动功能。单细胞RNA测序显示RIPK1抑制部分逆转了疾病相关胶质细胞转录变化，下调了与炎症反应、1型干扰素信号和伤口反应相关的基因表达。特别是脂肪酸结合蛋白4(FABP4)和赖氨酰氧化酶(LOX)等基因表达被RIPK1抑制调控，这些基因与脂质代谢和炎症反应密切相关。

鉴定人iPSC来源运动神经元-胶质细胞三培养系统中的RIPK1依赖性胶质生物