单核RNA测序揭示三种胶质细胞调控耐药性癫痫认知障碍中髓鞘再生的分子机制

本研究针对耐药性癫痫(DRE)患者认知障碍的治疗难题，通过建立拉莫三嗪-戊四唑耐药性癫痫小鼠模型，结合水迷宫行为学测试和单核RNA测序(snRNA-seq)技术，系统解析了少突胶质细胞(OLs)、少突胶质前体细胞(OPCs)、星形胶质细胞和小胶质细胞在髓鞘再生中的协同作用机制。研究发现OL成熟诱导的病理性髓鞘再生是认知障碍的关键因素，揭示了胆固醇代谢和OPC分化通路的核心调控作用，为改善成人DRE认知障碍提供了新的治疗靶点。

在神经系统疾病领域，耐药性癫痫(DRE)导致的认知障碍一直是临床治疗的难点。传统观点认为成人中枢神经系统损伤后髓鞘再生能力有限，但最新研究表明，少突胶质前体细胞(OPCs)仍保留着分化为成熟少突胶质细胞(OLs)的潜能。髓鞘作为神经电信号传导的"绝缘层"，其可塑性变化与认知功能密切相关。然而，在DRE病理环境下，三种主要胶质细胞如何协调调控髓鞘再生的分子机制尚不明确，这严重制约了针对性治疗策略的开发。

空军军医大学唐都医院神经外科的研究团队在《Molecular Neurobiology》发表的重要研究，通过建立拉莫三嗪-戊四唑耐药性癫痫小鼠模型，结合水迷宫行为学测试和单核RNA测序(snRNA-seq)技术，系统解析了胶质细胞异质性在髓鞘再生中的作用。研究发现癫痫诱导的认知环境改变主要通过促进OL分化，而OL成熟诱导的病理性髓鞘再生最终导致认知障碍。研究首次绘制了DRE认知障碍中髓鞘相关分子的全景图谱，为开发改善成人认知障碍的靶向治疗提供了重要依据。

研究人员采用拉莫三嗪-戊四唑点燃法建立DRE小鼠模型，通过水迷宫和新物体识别实验筛选认知障碍小鼠。运用透射电镜观察髓鞘超微结构变化，免疫荧光染色验证关键分子表达。采用snRNA-seq技术对海马组织进行单核转录组测序，通过细胞聚类、拟时序分析和细胞互作网络构建等方法系统解析胶质细胞亚群的分子特征。使用clemastine进行髓鞘再生药物治疗实验，评估认知功能改善效果。

"OLs与髓鞘再生在成人DRE认知障碍中的作用"部分研究发现，DRE认知障碍小鼠海马区OLs数量显著增加，电镜显示髓鞘厚度异常。OLs被分为8个功能异质性亚群，其中OL5亚群通过高表达Kirrel3和Slk促进髓鞘再生，而OL4、6、7亚群则表现出抑制作用。PI3K-Akt信号通路上调提示整体神经保护作用，但部分OL亚群中Myo5a和Pbrm1的表达改变可能导致轴突功能异常。

"OPCs分化能力是影响髓鞘再生的主要因素"部分揭示OPCs可分为3个亚群，其中OPC3处于活跃分化状态。ErbB信号通路激活和Tns3、CD9等分子上调促进OPCs向OLs分化。Cep55和Kif11的过表达可能通过促进神经前体细胞分裂和长时程增强(LTP)修复发挥保护作用。拟时序分析显示OPCs向OLs的分化轨迹明确，转录因子Pou2f1和Rel可能通过调控神经发生和脂质代谢影响认知功能。

"星形胶质细胞调节成人癫痫记忆障碍小鼠的髓鞘变化"部分发现星形胶质细胞整体对髓鞘再生起负调控作用。其中Astrocyte2通过高表达Id2抑制OL分化，而Astrocyte3中Nr1d1可能通过调节昼夜节律蛋白发挥保护作用。Astrocyte4则通过促进突触组织和雪旺细胞发育等通路间接促进髓鞘再生。

"小胶质细胞在成人髓鞘再生过程中的双向调节作用"部分表明Microglia4通过"胆固醇转运"和"固醇转运"等通路促进髓鞘再生，而Microglia2中Fcrls下调可能导致微环境稳态破坏。Anxa3差异表达提示炎症反应参与髓鞘脱失过程，Lpcat3等分子可能通过调节脂质代谢影响髓鞘再生。

"三种胶质细胞类型在认知障碍中的通讯联系"部分通过CellChat分析发现，在DRE病理状态下，OPCs与星形胶质细胞通过PTN信号通路协同促进髓鞘再生。而小胶质细胞通过EPHB信号直接调控OLs的神经再生，这种细胞间通讯网络的改变可能是髓鞘异常增厚的重要原因。

"促进髓鞘再生有助于改善认知障碍"部分验证性实验显示，DRE认知障碍患者脑组织中RB1CC1表达显著升高而ID2降低。使用clemastine促进OPCs分化治疗后，小鼠海马区MBP蛋白表达增加，水迷宫测试表现改善，证实调控OPCs分化是改善DRE认知障碍的有效策略。

该研究首次系统阐明了三种胶质细胞协同调控髓鞘再生的分子网络，突破性地发现成人DRE患者脑内存在髓鞘再生现象。研究证实正常髓鞘再生可改善认知功能，而病理性髓鞘再生则导致认知障碍，这一发现为理解癫痫相关认知障碍的机制提供了新视角。通过鉴定OLs、OPCs等细胞的关键亚群及其特征分子，如Kirrel3、Slk、Tns3等，为开发靶向治疗策略奠定了分子基础。特别值得注意的是，研究揭示的PTN、EPHB等细胞间信号通路，为多靶点联合干预提供了理论依据。这些发现不仅对DRE认知障碍的治疗具有重要临床意义，也为其他髓鞘相关神经系统疾病的研究提供了新思路。