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TGFα调控中枢神经系统免疫检查点促进炎症消退:从机制解析到治疗潜力
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Nature Communications 14.7
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研究人员针对多发性硬化症(MS)中CNS(中枢神经系统)炎症难以消退的问题,揭示了小胶质细胞来源的TGFα(转化生长因子α)通过EGFR(表皮生长因子受体)信号通路调控星形胶质细胞、浸润免疫细胞和少突胶质细胞功能的关键机制。通过EAE(实验性自身免疫性脑脊髓炎)模型、单细胞测序和鼻内给药技术,证实TGFα可减少T细胞浸润、促进髓鞘修复,为MS治疗提供了新型靶向策略。
在中枢神经系统(CNS)的战场上,多发性硬化症(MS)如同顽固的敌人——免疫细胞突破血脑屏障(BBB)引发炎症后,常因组织修复机制失效导致残疾累积。尽管现有疗法能控制外周免疫攻击,但对CNS内部"烽火连天"的战场却鞭长莫及。更棘手的是,慢性炎症背后的细胞对话机制仍如"黑箱",特别是小胶质细胞、星形胶质细胞与浸润免疫细胞如何协同决定炎症转归,成为领域内亟待破解的谜题。
德国埃尔朗根大学医院等机构的研究团队在《Nature Communications》发表的研究中,发现小胶质细胞分泌的TGFα(转化生长因子α)是调控这场"细胞外交"的关键信使。通过整合MS患者脑脊液分析、EAE动物模型和基因编辑技术,研究证实TGFα能同时抑制促炎性免疫反应、促进髓鞘再生,鼻内递送的TGFα甚至能穿越BBB发挥治疗作用。这一发现不仅揭示了CNS炎症消退的共性机制,更为开发针对进行性MS的靶向疗法提供了新思路。
研究采用多组学联合作战策略:通过流式细胞术和单细胞RNA测序解析EAE模型中TGFα的时空表达谱;利用CRISPR-Cas9构建小胶质细胞特异性TGFα敲除(CD11b::TGFα)和星形胶质细胞EGFR敲除(GFAP::Erbb1)模型;采用溶磷脂胆碱(LCP)诱导的脱髓鞘模型评估神经保护效应;结合7T MRI动态监测脊髓病变;并分析47例复发缓解型MS(RRMS)患者脑脊液样本验证临床相关性。
主要发现
TGFα的时空表达特征
通过高维流式分析和免疫组化,发现小胶质细胞是EAE高峰期TGFα的主要来源(占总量62.3%),星形胶质细胞和神经元贡献较小。单细胞测序显示TGFα在单核/巨噬细胞、中性粒细胞等浸润免疫细胞中也有表达,其受体EGFR则广泛分布于少突胶质前体细胞(OPC)、CD4+ T细胞等靶细胞,形成复杂的调控网络。
基因敲除揭示核心机制
小胶质细胞特异性敲除TGFα导致EAE恢复延迟,伴随CD4+ T细胞(IL-17+增加2.1倍)、促炎性单核细胞(MHCII+)浸润加剧。更值得注意的是,这些小鼠出现少突胶质细胞(Olig2+减少47%)和神经元(NeuN+减少33%)显著丢失,轴突损伤标记SMI32+面积增加2.8倍,证实TGFα具有多重神经保护功能。
鼻内给药的转化价值
症状前给予鼻内TGFα使EAE严重程度降低40%,MRI显示脊髓钆增强病变体积缩小58%。机制上,TGFα不仅抑制星形胶质细胞产生CCL2和NOS2,还直接调节T细胞功能(IFNγ+CD4+ T细胞减少65%),且在星形胶质细胞EGFR敲除小鼠中仍保持疗效,提示多靶点作用。临床样本分析显示,MS患者脑脊液TGFα水平与残疾评分(EDSS)呈负相关(r=-0.42)。
讨论与展望
该研究突破性地将TGFα定位为CNS免疫微环境的"交响乐指挥",其通过EGFR信号同时协调固有免疫细胞(调控iNOS+单核细胞)、适应性免疫细胞(抑制Th17极化)和神经胶质细胞(促进OLIG2+细胞存活)三大乐章。鼻内递送策略克服了BBB穿透难题,为治疗进行性MS提供了可转化方案。未来需探索TGFα与TGFβ通路的交叉调控,以及长期给药的安全性。这项研究为理解神经炎症的"自限性"提供了新范式,也为开发既能"灭火"又能"重建"的CNS靶向药物树立了标杆。
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