犬瘟热病毒感染期间小脑脱髓鞘过程中的局部糖皮质激素合成与受体信号传导

《Steroids》：Local glucocorticoid synthesis and receptor signaling in cerebellar demyelination during canine distemper virus infection

　　摘要：犬瘟热病毒会引发中枢神经系统脱髓鞘病变，这一过程可能受到局部糖皮质激素代谢的影响，而糖皮质激素代谢则与11β-HSD酶及糖皮质激素受体有关。本研究探讨了犬瘟热病毒感染过程中脱髓鞘现象与局部糖皮质激素合成之间的关联。研究分析了犬瘟热感染犬只（患病组，n=20）和临床健康犬只（对照组，n=10）的小脑组织。通过免疫组化方法，使用抗CDV、抗11β-HSD1、抗11β-HSD2及抗GR抗体对组织切片进行染色。在患病组中，内皮细胞、反应性星形胶质细胞、浦肯野神经元以及分子层神经元中的11β-HSD1免疫阳性率显著高于对照组（p<0.01；p<0.001；p<0.01；p<0.001）。反应性星形胶质细胞、白质神经元及浦肯野神经元中的11β-HSD2免疫阳性率也显著升高（p<0.01；p<0.001；p<0.01）。反应性星形胶质细胞及苔藓纤维中的GR免疫阳性率有所上升（p<0.01；p<0.001）。研究发现，反应性星形胶质细胞中的11β-HSD1表达与脱髓鞘严重程度呈强正相关（r=0.915，p<0.01），而其与GR表达则呈中度负相关（r=-0.461，p<0.05）。这些结果表明，在犬瘟热病毒感染期间，局部糖皮质激素代谢与中枢神经系统脱髓鞘之间存在关联。本研究为了解中枢神经系统病理过程中11β-HSD酶及GR的作用提供了新视角，也为研究多发性硬化症等人类脱髓鞘疾病中的局部糖皮质激素调控机制提供了参考模型。

引言：犬瘟热是一种致命性极高的传染性疾病，由属于副粘病毒科麻疹病毒属的单链负链RNA病毒——犬瘟热病毒引起[1][2]。该病毒会导致犬只中枢神经系统的白质和灰质出现多灶性病变。其中，白质病变的特征是进行性脱髓鞘，这也是该疾病的典型病理表现[2][3]。在急性期，脱髓鞘现象是由于病毒直接导致少突胶质细胞受损所引发的；而在慢性期，则是由小胶质细胞活化及抗病毒抗体介导的免疫反应所导致的[4]。此外，病毒感染还会引发胶质细胞活化，进而加剧髓鞘损失[5]。不过，犬瘟热相关脱髓鞘的发病机制目前仍不完全清楚。对犬瘟热感染中枢神经系统组织的显微镜观察常可见到核内及胞质内的嗜酸性包体、多灶性脱髓鞘、明显的小胶质细胞增生，以及血管周围的单核细胞浸润[2]。在苏木精-伊红染色片中，脱髓鞘区域呈现淡粉色，而在通常为深蓝色的卢克索快蓝染色片中，这些区域的染色强度则降低甚至完全消失[6]。

中枢神经系统能够独立于外周内分泌腺合成类固醇激素，这类激素被称为“神经类固醇”[7][8]。有研究表明，中枢神经系统中的神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞之间会存在类固醇物质交换，从而调节髓鞘蛋白的合成，维持髓鞘形成的连续性[9][10][11][12]。与在外周器官中的作用不同，这些由神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞产生的激素具有自分泌和旁分泌作用[13][14]。尽管中枢神经系统中的少突胶质细胞合成孕酮的能力有限，但星形胶质细胞被认为是其中最活跃的合成细胞之一[13][15]。神经类固醇会影响髓鞘形成、神经元保护、神经元发育及可塑性[16]。由于其在脱髓鞘疾病中的神经保护作用，神经系统局部合成的类固醇激素正受到广泛研究。有研究指出，类固醇激素的生物学效应会因给药剂量、暴露时间以及其为内源性还是外源性物质而有所不同[12]。再髓鞘化过程受到类固醇激素的关键调控作用影响。类固醇激素能够抑制炎症反应，为再髓鞘化创造有利环境，同时通过促进少突胶质细胞前体细胞的增殖与分化来推动新的髓鞘生成[17]。

糖皮质激素是由肾上腺皮质分泌的类固醇激素，但最新研究显示，中枢神经系统中的胶质细胞和神经元也能独立于肾上腺合成这类激素[18]。中枢神经系统局部合成的糖皮质激素在抑制炎症、应激反应以及调节神经可塑性方面发挥着重要作用[19]。在急性应激状态下，皮质醇水平会上升，以促进适应性保护反应；但长期处于高糖皮质激素水平环境中，海马体及前额叶皮层等脑区的神经可塑性会受到影响，进而导致认知功能下降[20]。有研究认为，糖皮质激素可通过其强大的抗炎作用抑制小胶质细胞活化，从而减轻髓鞘损伤[21]。在多发性硬化症等脱髓鞘疾病的治疗中，也会使用糖皮质激素来抑制急性炎症并减少继发性髓鞘损伤[22]。外源性给予糖皮质激素的效应会因剂量和持续时间的不同而有所差异：短期使用有助于少突胶质细胞前体细胞的分化，而长期高剂量使用则会损害突触可塑性和少突胶质细胞的功能[23]。

中枢神经系统内源性局部糖皮质激素的合成受11β-HSD酶的调控，这类酶负责控制活性皮质醇与无活性皮质酮之间的转化。其中，11β-羟基类固醇脱氢酶1型可将无活性的皮质酮转化为活性皮质醇，从而提升局部糖皮质激素的活性；而11β-羟基类固醇脱氢酶2型则可将皮质醇转化为无活性的皮质酮，进而保护组织免受过量糖皮质激素的伤害（见图1）[24]。11β-HSD酶存在于中枢神经系统中的神经元及胶质细胞中，包括星形胶质细胞和少突胶质细胞，它们共同参与局部糖皮质激素的合成[25]。如同阿尔茨海默病中所观察到的那样，皮质醇与皮质酮平衡被打破会加重神经元损伤，进而推动疾病进展[26]。

11β-HSD2是一种能将皮质醇转化为无活性皮质酮的酶。它通过限制活性糖皮质激素的作用，调控中枢神经系统特定区域的类固醇信号传导[24]。有研究指出，11β-HSD2在中枢神经系统发育以及特定脑区功能中起着关键作用[25]。据报道，胎儿和新生犬只的脑组织中11β-HSD2的表达水平较高，这有助于保护它们免受母体糖皮质激素的过度影响。11β-HSD2的保护作用是通过防止增殖细胞因过度暴露于糖皮质激素而出现不良发育后果来实现的。在小鼠的发育中的大脑中，11β-HSD2可起到抵御糖皮质激素毒性的保护作用，而该酶的缺失则会导致发育迟缓及小脑体积缩小[27]。在健康的成年中枢神经系统中，11β-HSD2的表达水平低于11β-HSD1，且主要存在于脑干的特定核团中，表达量较低[25]。11β-HSD2的表达可能受到环境因素、产前应激等因素的调控，表观遗传机制也可能影响其在胎儿脑组织中的表达水平[28]。

糖皮质激素的细胞效应主要通过糖皮质激素受体实现。GR表达的变化对调节机体对糖皮质激素的敏感度及反应程度具有重要作用。11β-HSD1通过将细胞内的无活性糖皮质激素转化为活性形式，支持GR介导的信号传导，从而增强细胞内的糖皮质激素活性[25]。在老年小鼠中，随着糖皮质激素水平的下降，若海马区的11β-HSD1功能缺失或受到抑制，其认知功能仍能保持正常[29][30][31]。在人类中，抑制健康老年人及2型糖尿病患者的11β-HSD1活性，可改善其海马体及前额叶皮层的功能[32]。

目前仅有少数研究探讨过糖皮质激素代谢在髓鞘形成过程中的作用，尚无研究直接分析犬瘟热相关脱髓鞘现象与局部糖皮质激素代谢之间的关联。明确犬瘟热所引起的脱髓鞘现象与11β-HSD酶及GR表达之间的关系，将为理解犬瘟热及其他脱髓鞘疾病的发病机制提供新思路。本研究旨在通过组织化学和免疫组化技术，探讨犬瘟热病毒感染相关的脱髓鞘现象与11β-HSD1、11β-HSD2及GR表达之间的关联。所得数据将为理解犬瘟热的相关病理机制以及开发针对中枢神经系统损伤的新治疗策略提供科学依据。

动物材料：患病组由从部门档案中获取的20个来自不同品种、自然感染犬瘟热犬只的小脑组织构成。这些小脑组织经福尔马林固定后嵌入石蜡中。患病犬只的年龄在3个月到1岁之间。对照组则由10个来自相同年龄范围、因与非中枢神经系统疾病死亡的犬只的小脑组织样本组成。

HE染色结果：从石蜡包埋的组织中切取的5–7微米厚的连续切片经HE染色后显示，白质存在不同程度的脱髓鞘现象。可见明显的星形胶质细胞增生及活化现象。在病变区域还可观察到网格状细胞及多核巨细胞。神经元和星形胶质细胞中存在嗜酸性核内及胞质内包体。亚急性和慢性病例中可见血管周围的单核细胞浸润。在20例犬瘟热感染病例中，有13例……

讨论：当前越来越多的研究开始关注中枢神经系统局部合成的糖皮质激素对神经元保护、髓鞘完整性以及炎症进程的影响。不过，仅有少数研究探讨过11β-HSD酶在脱髓鞘过程中的作用，而这些酶负责调控糖皮质激素激素的局部生物利用度[12][39]。迄今为止，尚无研究分析过小脑脱髓鞘现象与局部糖皮质激素代谢之间的关联。

结论：本研究表明，犬瘟热感染引起的小脑脱髓鞘现象与局部糖皮质激素代谢及受体信号通路的细胞类型特异性变化密切相关。犬瘟热感染后，小脑白质区域，尤其是反应性星形胶质细胞和血管内皮细胞中11β-HSD1的表达增加，这说明脱髓鞘区域内的局部皮质醇合成水平上升。反应性星形胶质细胞中11β-HSD1的表达与……之间存在极强的正相关关系。

CRediT作者贡献说明：Murat Yarim：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、项目管理、方法学、研究实施、资金获取、正式分析、数据整理、概念构建。Sinem Inal：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、研究实施、概念构建。U?ur Utku üngüder：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、数据整理。

利益冲突声明：作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢：本研究的初步成果曾在2025年10月23日至26日在土耳其巴勒克埃西尔举行的第十二届国家/第三届国际兽医病理学大会上以海报形式展示，其摘要也被收录在会议正式论文集中。本研究得到了翁杜克兹·马伊斯大学科学研究项目协调处的资助（项目编号为BAP01-2024-5184）。

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Murat Yarim | Sinem Inal | U?ur Utku üngüder
土耳其萨姆松市阿塔库姆区55270，翁杜克兹·马伊斯大学兽医学院病理学系