靶向ELAVL1-USP29-TAK1轴调控小胶质细胞极化促进脊髓损伤后神经修复

为解决脊髓损伤（SCI）后M1型小胶质细胞极化加剧神经炎症、抑制神经干细胞（NSC）向神经元分化的问题，上海静安区闸北中心医院团队通过生物信息学筛选发现去泛素化酶USP29下调是关键因素。研究表明：ELAVL1通过结合并降解USP29 mRNA，解除USP29对TAK1的去泛素化抑制，激活TAK1磷酸化（p-TAK1），驱动M1极化；靶向沉默ELAVL1可稳定USP29、抑制TAK1通路，促进M2极化并重塑NSC分化平衡（增加TUJ1+神经元、减少GFAP+星形胶质细胞），显著改善大鼠运动功能。该研究为SCI提供了干预炎症微环境与神经再生的协同治疗新靶点。

　　

脊髓损伤治疗新突破：靶向RNA结合蛋白重塑神经修复微环境

脊髓损伤（SCI）是全球致残率最高的神经系统创伤之一，每年约20万至50万新增病例，且发病率持续攀升。患者面临运动、感觉及自主神经功能永久性丧失，给家庭和社会带来沉重负担。当前临床干预如手术减压和康复训练仅能缓解症状，无法促进神经再生。究其核心难点，SCI后炎症微环境失衡与神经干细胞（NSC）分化障碍形成恶性循环——过度激活的M1型小胶质细胞释放促炎因子（TNF-α、IL-1β）进一步损伤神经元，同时驱动NSC异常分化为胶质瘢痕主导的星形胶质细胞（GFAP⁺），而非功能神经元（TUJ1⁺）。如何同时调控神经免疫应答与干细胞命运，成为突破治疗瓶颈的关键。

针对这一挑战，上海静安区闸北中心医院团队在《Cell Death Discovery》发表最新研究，首次揭示ELAVL1-USP29-TAK1分子轴通过双重调控小胶质细胞极化与NSC分化影响SCI修复。研究人员通过整合生物信息学筛选、动物模型和细胞互作实验，发现靶向抑制RNA结合蛋白ELAVL1可显著改善神经功能恢复，其机制涉及解除USP29介导的TAK1通路抑制，从而将破坏性炎症微环境逆转为神经再生友好型微环境。

关键技术方法

研究采用多维度技术验证机制：

1. 组学分析：基于GEO数据库（GSE245470数据集）筛选脊髓损伤差异基因，联合UbiBrowser 2.0数据库鉴定核心靶点USP29；
2. 体内外模型：构建大鼠T10脊髓横断模型（每组n=6），结合BBB评分和斜面测试评估运动功能；人源小胶质细胞（HMC3）经脂多糖（LPS）诱导M1极化；
3. 分子互作验证：通过Co-IP、GST pull-down及泛素化检测明确USP29-TAK1直接结合与去泛素化效应；RNA免疫沉淀（RIP-qPCR）证实ELAVL1结合USP29 mRNA；
4. 细胞共培养系统：Transwell共培养HMC3与神经干细胞（HNSC），观察微glia极化对NSC分化的调控。

核心研究发现

1. USP29缺失驱动M1小胶质极化加重SCI病理
通过GEO数据交叉筛选（图S1），发现去泛素化酶USP29在SCI组织中显著下调。大鼠脊髓横断模型证实：损伤7天后，USP29蛋白在Iba1⁺小胶质细胞中特异性降低（图1G-I），伴随M1标志物CD80⁺/iNOS⁺升高（图1F）及运动功能恶化（图1B-C）。体外实验中，LPS刺激的HMC3细胞过表达USP29可逆转M1极化，促炎因子分泌减少而抗炎因子（TGF-β、IL-10）增加（图2D-G），证明USP29是调控微glia表型转换的关键分子。

2. USP29通过去泛素化抑制TAK1磷酸化
机制研究表明，USP29直接结合TAK1并降低其泛素化修饰（图3H-J），抑制TAK1磷酸化（p-TAK1）。在LPS刺激的HMC3细胞中，敲低USP29显著增加p-TAK1水平（图3F），而过表达USP29则抑制TAK1活化（图3G）。回补实验进一步证实：TAK1过表达（oe-TAK1）可抵消USP29对M2极化的促进作用（图4B-E），明确USP29-TAK1是调控微glia表型的核心靶点对。

3. ELAVL1介导USP29 mRNA降解激活TAK1通路
RNA结合蛋白ELAVL1（HuR）在SCI组织中显著上调（图5B-C）。功能实验揭示：ELAVL1结合USP29 mRNA的3'UTR区（图5H），促进其降解并降低稳定性（图5G）。沉默ELAVL1可增加USP29表达、抑制p-TAK1，进而促进M2极化（CD163⁺/CD206⁺），而共敲USP29则逆转该效应（图6B-F），证实ELAVL1-USP29-TAK1级联调控机制。

4. 靶向ELAVL1重塑NSC分化平衡并促进功能恢复
脊髓组织分析显示，SCI后NSC（Nestin⁺）数量减少，神经元分化（TUJ1⁺）受抑而星形胶质化（GFAP⁺）增强（图7A）。共培养实验证明，LPS诱导的M1微glia抑制HNSC增殖及TUJ1表达，而ELAVL1沉默组通过促进M2极化逆转此现象（图7C-E）。体内实验进一步验证：脊髓原位注射shELAVL1慢病毒可提升USP29、抑制p-TAK1，增加损伤区Nestin⁺ NSC及TUJ1⁺神经元（图9B），同时改善运动功能（BBB评分提高）和组织修复（图8C-F）。

研究意义与展望

该研究首次阐明ELAVL1-USP29-TAK1轴在SCI中的双重调控作用：一方面通过降解USP29 mRNA激活TAK1，驱动小胶质细胞向M1促炎表型分化；另一方面通过抑制NSC向神