解除氧化脂质的危害：通过AAV载体递送抗体进行中和，成为治疗肌萎缩侧索硬化症（ALS）的一种新兴策略

《STAR Protocols》：Disarming oxidized lipids: AAV-delivered antibody neutralization as an emerging strategy against ALS

【字体：大中小】 时间：2026年11月14日 来源：STAR Protocols 1.4

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　　正文肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种进行性且破坏性的神经退行性疾病，影响运动神经元（MN）和神经肌肉轴。尽管经过数十年的研究，人们对其分子触发因素和病理机制有了了解，并一直在寻找有效的疾病修饰疗法，但这两个问题仍然很大程度上未知。ALS的一

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肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种进行性且破坏性的神经退行性疾病，影响运动神经元（MN）和神经肌肉轴。尽管经过数十年的研究，人们对其分子触发因素和病理机制有了了解，并一直在寻找有效的疾病修饰疗法，但这两个问题仍然很大程度上未知。ALS的一个共同特征是TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）的错位、聚集和功能紊乱，这种蛋白质病变在97%的病例中存在，然而其上游触发因素尚未被充分理解。氧化的磷脂酰胆碱（PC-OxPL）是由膜和脂蛋白磷脂的脂质过氧化产生的危险相关分子模式（DAMPs），它们可以驱动神经退行性的关键特征，包括炎症、蛋白质病变和组织损伤。^,^,PC-OxPL与中枢神经系统（CNS）疾病的相关性是最近发现的，在多发性硬化症、额颞叶痴呆、帕金森病和阿尔茨海默病的组织中都检测到了PC-OxPL。越来越多的证据表明，PC-OxPL不仅是神经退行性的标志物，而且还是疾病过程的主动介质。^,

最新的研究表明PC-OxPL在ALS中具有特定的作用。据报道，ALS患者的脑脊液（CSF）中磷脂酰胆碱的浓度较高，血清中的氧化低密度脂蛋白（OxLDL）也较高。^,在《Molecular Therapy Advances》的这一期中，Gomes-Duarte等人通过追踪ALS组织和CSF中PC-OxPL的组织病理分布及其驱动TDP-43聚集的能力，并在多种疾病模型中诱导类似ALS的表型，最终评估了将其中和作为治疗策略的有效性。

作者发现，在散发性ALS患者的多个脑区和脊髓中，PC-OxPL在细胞体中积累，尤其是在ChAT阳性的脊髓MN中富集，同时CSF中的几种PC-OxPL物种显著增加。为了进一步将PC-OxPL与ALS的病理联系起来，作者将健康的iPSC衍生的MN（iMNs）单独或与星形胶质细胞共培养，暴露于氧化的磷脂PONPC和PAzPC或其非氧化前体PSPC。虽然PAzPC导致细胞迅速死亡，但PONPC仅引起TDP-43的聚集，而不改变磷酸化或线粒体表型，这表明这是一种非典型的TDP-43病理形式。对PONPC处理的iMNs进行NanoString转录组学分析，发现了广泛的神经病理学和与神经炎症相关的转录组变化，这与主要检测到脂质代谢、甾醇/胆固醇生物合成以及SREBP依赖性通路的批量RNA-seq结果形成对比。这种差异表明，NanoString面板捕捉到的转录特征更接近于急性损伤和直接损伤，而批量RNA-seq可能更好地反映了进行性的代谢重塑。因此，精心挑选的NanoString面板可能偏向于急性应激反应基因，而不是与慢性疾病相关的神经退行性的标志物。尽管平台之间的这种差异很常见，但作者并未确定哪种方法更能准确反映与ALS发病机制最相关的生物学过程。

在NanoString识别出的差异表达基因中，作者报告了APOE，这是一种主要的阿尔茨海默病风险因素，之前已发现其与神经元中PC-OxPL的清除障碍有关。尽管在任何批量RNA-seq比较中APOE都没有显著差异，但蛋白质分析支持APOE的反应，在PONPC处理的iMNs中APOE阳性细胞计数和免疫染色都有所增加。此外，APOE颗粒是CSF中的主要PC-OxPL载体，在ALS患者的CSF和脊髓中其水平也升高。

在确定了PC-OxPL在ALS中的积累和致病作用后，作者探索了其治疗性的中和方法。天然IgM抗体可以识别氧化的磷脂，但不能识别天然的磷脂，但已知它们不存在于CNS中。基于这一概念，在之前的研究中，Gomes-Duarte等人开发了PC-OxPL-VecTab?，这是一种AAV5.2载体，编码一种旨在CNS中中和PC-OxPL的分泌型scFv。在表现出PC-OxPL增加和广泛转录失调的SOD1^G93A iMNs中，PC-OxPL-VecTab?部分恢复了转录组变化，并几乎消除了PC-OxPL诱导的轴突损伤。体内实验中，在SOD1^G93A小鼠的鞘内给药实现了强大的生物分布，并减少了大多数血浆中的PC-OxPL物种。提出的机制包括通过掩盖PC-OxPL来防止受体结合或促进其清除。

在《Molecular Therapy Advances》上一期发表的一项研究中，同样的构建物被用于WT iMNs，在PONPC暴露之前进行了给药。AAV5.2-PC-OxPL-VecTab使约40%的PONPC驱动的转录激活恢复正常，并防止了TDP-43的聚集。合理的下一步是确定减少聚集是否能够恢复TDP-43的功能。功能性检测，如典型TDP-43靶标的隐秘剪接（例如STMN2和UNC13A），可以确定这种恢复是否超出了聚集负荷的范围。这也有助于明确PONPC诱导的非典型、不依赖磷酸化和线粒体的TDP-43聚集表型是否反映了ALS相关TDP-43蛋白质病变的功能丧失病理，或者代表了一种机制上不同的过程。

然后在该策略在sALS CSF转移小鼠模型中进行了测试，该模型在暴露于sALS患者CSF后表现出相对较轻的表型。预先在鞘内给予AAV5.2-PC-OxPL-VecTab可以阻止PC-OxPL的积累和运动缺陷，防止MN的损失，并有助于正常化炎症标志物。尽管这些结果令人鼓舞，但CSF转移模型存在一个重要的转化限制。正如其原始作者指出的，CSF注射后的不同时间点残疾和细胞死亡仍然相似，表明这是一种急性、不可逆的神经损伤，而不是ALS特有的进行性退化。因此，当前的AAV5.2-PC-OxPL-VecTab治疗展示了一个预防性的概念验证，而不是症状治疗的测试，后者在临床意义上更为相关，因为大多数患者在症状出现后才被诊断出来。在CSF输注后治疗动物将有助于确定除了保护MN之外的效果是否仍能提供功能益处。

为了测试PC-OxPL是否特异性地导致sALS CSF的毒性，作者在鞘内注射前将CSF与纯化的PC-OxPL-VecTab蛋白预孵育。这种体外中和作用防止了PC-OxPL的积累和运动缺陷，进一步支持了PC-OxPL在CSF毒性中的直接作用。然而，这并不能完全确定其特异性或因果关系，因为scFv可能会与相关脂质物种相互作用。通过分级、选择性耗竭或重组实验——从CSF中去除PC-OxPL以确认毒性的丧失，或将纯化的PC-OxPL添加到未经处理的CSF中以确定是否能再现该表型——可以提供更明确的特异性测试。最后，单次鞘内剂量的AAV5.2-PC-OxPL-VecTab在高达V层的运动皮质锥体神经元和腹角MN中实现了强大的CNS转导，支持了这种策略的转化潜力。然而，未评估CSF或血浆中的蛋白质水平。在迷你猪中建立CSF转移模型将进一步增强这些发现的转化相关性。

总而言之，这项研究确定了ALS患者CNS中PC-OxPL的积累；指出APOE是其在CSF中的主要载体，并显示PC-OxPL可诱导的ALS相关表型可以通过PC-OxPL-VecTab逆转（图1）。这些发现支持PC-OxPL作为ALS潜在的治疗靶点，并为进一步的机制和转化研究提供了基础。下一步的关键将是确定针对PC-OxPL是否能在ALS患者中转化为明确的治疗益处。