α-突触核蛋白介导的细胞骨架功能障碍损害人少突胶质细胞髓鞘形成

本研究针对多系统萎缩（MSA）中α-突触核蛋白（aSyn）聚集导致髓鞘丢失的机制难题，通过人诱导多能干细胞（hiPSC）分化的少突胶质细胞（hOLs）模型，首次揭示aSyn通过破坏肌动蛋白（actin）动力学和TPPP/p25α重分布抑制细胞进程生长及轴突鞘化。关键发现是Rho相关激酶（ROCK）抑制剂可逆转此病理表型，为MSA治疗提供了靶向细胞骨架的新型干预策略。

　　

在神经系统疾病的神秘版图上，多系统萎缩（Multiple System Atrophy, MSA）是一种罕见却极具破坏性的神经退行性疾病。患者不仅经历严重的运动障碍，如帕金森综合征和小脑性共济失调，还遭受自主神经功能衰竭的折磨。这种疾病的病理特征是在少突胶质细胞（oligodendrocytes）中出现α-突触核蛋白（alpha-synuclein, aSyn）的异常聚集，形成所谓的胶质细胞质包涵体（glial cytoplasmic inclusions, GCIs）。尽管科学家们已经知道这些蛋白聚集与髓鞘（myelin）的严重丢失和随后的神经元变性密切相关，但aSyn究竟如何破坏少突胶质细胞的功能，导致髓鞘形成障碍，却一直是个未解之谜。

少突胶质细胞是中枢神经系统中的“绝缘工程师”，它们通过延伸细胞进程，包裹轴突形成髓鞘，确保神经信号的高效传导。这个过程需要细胞骨架（cytoskeleton）——特别是肌动蛋白（actin）纤维网络的精密动态重组。在细胞进程延伸的早期，肌动蛋白的聚合（assembly）驱动生长锥（growth cone）的形成；而在髓鞘形成和压缩阶段，肌动蛋白的解聚（disassembly）又变得至关重要。任何扰乱这种精细平衡的因素都可能导致髓鞘化缺陷和神经系统功能障碍。

为了解决这一难题，来自德国埃尔朗根大学医院分子神经病学部门的研究团队开展了一项创新性研究。他们利用人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cells, hiPSCs）技术，结合高效的转录因子编程方法，成功生成了功能化的人少突胶质细胞（human oligodendrocytes, hOLs），从而建立了研究MSA中少突胶质细胞病理的可靠模型。通过这一模型，团队深入探索了aSyn对少突胶质细胞形态、分化和功能的影响，并揭示了其背后的分子机制。

研究发现，aSyn的过度表达并不会导致少突胶质细胞死亡或分化缺陷，但会引发显著的细胞形态改变：少突胶质细胞变得更为“紧凑”（compact），细胞体增大但进程数量减少，形成髓鞘的能力明显下降。进一步机制研究表明，aSyn破坏了肌动蛋白的动态平衡，导致肌动蛋白纤维的过度组装和稳定。同时，团队还观察到少突胶质细胞中TPPP/p25α蛋白的重新分布——从细胞质中的弥漫模式转变为核周聚集，这与MSA患者脑组织中的病理变化高度一致。

更重要的是，研究团队在MSA患者的死后脑组织（post-mortem tissue）中验证了肌动蛋白网络的异常，发现基底节（putamen）白质区域中的肌动蛋白纤维信号显著增强，进一步支持了aSyn通过扰乱细胞骨架动力学促进疾病发展的假说。

研究的治疗性突破在于，使用Rho相关激酶（ROCK）抑制剂Y-27632处理aSyn表达的少突胶质细胞，可以有效恢复细胞进程的生长和髓鞘样结构的形成能力。这提示，靶向细胞骨架调节通路可能成为MSA治疗的新策略。

本研究由Jeanette Wihan等研究人员完成，成果发表在神经病理学权威期刊《Acta Neuropathologica》上，为理解MSA的发病机制提供了新的视角，并为开发针对细胞骨架的动态调节的治疗方法奠定了坚实的基础。

研究采用了几项关键技术方法：利用锌指核酸酶（zinc finger nucleases）将SOX10、OLIG2和NKX6.2（SON）转录因子组合整合到hiPSCs的AAVS1安全港位点，通过多能干细胞定向分化为神经前体细胞（neural precursor cells, NPCs）并进一步诱导为少突胶质细胞；使用慢病毒载体（lentiviral vector）介导aSyn或GFP的过表达；通过纳米纤维培养（nanofiber assay）和人工三重共培养（human triple-culture）模型评估细胞形态和髓鞘形成能力；采用免疫细胞化学、Western blot、流式细胞术和qPCR进行蛋白和基因表达分析；利用ROCK抑制剂进行药理学干预研究。人死后脑组织样本来源于荷兰脑库（Netherlands Brain Bank）。

aSyn诱导少突胶质细胞形态改变和髓鞘形成功能障碍

研究人员通过将aSyn过表达的hOLs培养在模拟轴突结构的聚己内酯（polycaprolactone, PCL）纳米纤维上，发现aSyn表达导致细胞进程数量减少39-47%，初级进程减少16-28%，MBP阳性片段总长度降低13-32%。细胞形态分析显示，aSyn表达使紧凑型少突胶质细胞比例增加近一倍，且这类细胞的体积增大了26-40%。在更为生理性的三重共培养模型（包含hOLs、hiPSC来源的皮质神经元和人原代星形胶质细胞）中，aSyn表达使具备轴突鞘化能力的hOLs比例减少58%，证实了aSyn对髓鞘形成的损害作用。

aSyn扰乱肌动蛋白动力学并诱导TPPP/p25α的核周聚集

研究发现aSyn表达导致hOLs中肌动蛋白纤维信号强度显著增加，表明肌动蛋白组装增强。这种细胞骨架失衡在MSA患者的死后壳核白质组织中得到验证，phalloidin染色显示肌动蛋白信号强度明显高于对照组。同时，aSyn引起少突胶质细胞中TPPP/p25α的重新分布，核周聚集模式（环状结构和密集簇）显著增加，尽管总TPPP蛋白水平未发生改变。

ROCK抑制剂挽救aSyn介导的少突胶质细胞病理表型

通过RNA分析发现aSyn表达的hOLs中ERMIN（一种参与细胞骨架和髓鞘重塑的蛋白）转录本显著下调。鉴于Rho/ROCK信号通路在细胞骨架调控中的关键作用，研究人员使用ROCK抑制剂Y-27632处理aSyn表达的hOLs。结果显示，抑制剂处理使紧凑型细胞比例恢复正常，并显著增加了细胞进程数量和MBP阳性片段长度，表明靶向ROCK通路可逆转aSyn引起的少突胶质细胞功能障碍。

研究结论与意义

本研究揭示了aSyn通过破坏肌动蛋白动力学和诱导TPPP/p25α核周重分布，导致少突胶质细胞形态异常和髓鞘形成障碍的新机制。这些发现在MSA患者脑组织中得到验证，证实了细胞骨架失衡在疾病发病中的重要作用。更重要的是，研究证明通过药理学抑制ROCK信号通路可以挽救aSyn引起的少突胶质细胞病理表型，这为MSA的治疗提供了新的方向。

该研究不仅深化了对MSA病理机制的理解，也为开发针对细胞骨架动态调节的治疗策略提供了实验依据。由于肌动蛋白动力学和Rho/ROCK信号通路在多种神经系统疾病中都扮演重要角色，本研究发现的治疗策略可能具有更广泛的适用性。此外，研究建立的hiPSC来源的少突胶质细胞模型为未来研究其他髓鞘相关疾病提供了有价值的平台。

研究强调，MSA中的髓鞘丢失可能更多源于少突胶质细胞的功能障碍而非细胞丢失，这转变了对疾病机制的传统认识，并将治疗重点从单纯的神经保护转向了促进髓鞘维持和修复的新策略。