器官型脑切片培养模型中朊病毒复制的物种依赖性及其与体内接种的差异研究

本研究针对人类朊病毒疾病缺乏有效体外模型的难题，通过建立鹿鼠(Peromyscus manipulatus)器官型脑切片培养体系(POSCA)，系统比较了啮齿类适应型朊病毒(RML scrapie、sCJD MM1-DM)与人类原代朊病毒(sCJD MM1-HU/VV2、VPSPr)的复制动力学。研究发现脑切片培养的朊病毒复制效率受物种、脑区和毒株特异性调控，且人类朊病毒在体外呈现显著降解倾向，揭示了组织微环境对PrPSc复制的重要影响，为朊病毒疾病模型优化提供新见解。

　　

朊病毒疾病作为致死性神经退行性疾病，其研究长期受限于动物模型周期长、人类朊病毒体外培养困难等瓶颈。虽然转基因小鼠和器官型脑切片培养(POSCA)等技术已用于朊病毒(Prion)研究，但人类朊病毒在体外培养系统中的复制机制仍不明确。加拿大科学中心的Jessy A.Slota团队在《Acta Neuropathologica Communications》发表的研究，通过比较鹿鼠与CD1小鼠脑切片培养的朊病毒复制特征，揭示了微环境对PrP^Sc复制的决定性影响。

研究采用器官型脑切片培养结合实时震动诱导转化(RT-QuIC)技术，对啮齿类适应型RML scrapie、鹿鼠传代sCJD MM1(MM1-DM)及人类原代朊病毒(sCJD MM1-HU/VV2、VPSPr)进行定量分析，样本来源于加拿大CJD监测系统提供的患者脑组织。通过蛋白印迹、免疫荧光和转录组分析，系统评估了朊病毒复制动力学与神经病理特征。

CD1小脑与全脑切片支持朊病毒感染
研究发现CD1小鼠小脑切片接种RML scrapie后，PrP^Sc复制速率(0.083 log₁₀(SD₅₀)/天)与体内实验高度一致，且在第140天出现与体内模型相似的神经元(Rbfox3⁺)和突触(Syn1⁺)损伤，证实POSCA的病理重现性。

鹿鼠脑切片呈现区域特异性复制差异
与CD1小鼠相反，鹿鼠全脑切片比小脑切片更支持RML复制(0.026 vs 0.021 log₁₀(SD₅₀)/天)，且MM1-DM复制速率(0.012 log₁₀(SD₅₀)/天)显著慢于体内模型，提示脑区微环境调控PrP^Sc复制效率。

人类朊病毒体外复制失败
尽管鹿鼠体内可感染人类sCJD MM1(潜伏期229±11天)，但所有人类朊病毒(sCJD MM1/VV2、VPSPr)在切片培养中均未检测到PrP^RES。RT-QuIC显示人类朊病毒接种后信号快速衰减，暗示微环境依赖的降解机制。

分子机制解析
转录组分析发现切片培养中炎症信号上调而突触相关基因下调，且细胞外基质(ECM)重构可能影响朊病毒株特异性复制。微胶质细胞(Iba1⁺)的活化与PrP^Sc清除相关，这与既往报道的微胶质细胞耗竭可增加朊病毒积累的现象吻合。

该研究首次揭示器官型培养系统对朊病毒复制的双重限制：既需要PrP序列匹配，更依赖组织特异性微环境。人类朊病毒在体外复制失败可能源于未能形成降解抗性构象或缺乏必要辅因子。这一发现为优化人类朊病毒培养模型提供了方向，同时提示POSCA在药物筛选中需考虑毒株特异性差异。研究建立的定量分析框架也为跨模型比较朊病毒复制动力学提供了新范式。