小胶质细胞5-脂氧合酶激活蛋白拮抗缓解白三烯驱动的神经炎症

《Acta Neuropathologica》：Microglial 5-LOX-activating protein antagonism alleviates leukotriene-driven neuroinflammation

　　

在多发性硬化（MS）中，中枢神经系统（CNS）内慢性炎症难以消退仍是有效治疗干预的主要障碍。这一挑战主要源于对驱动MS病灶进展的失调炎症与促消退通路理解不充分。生物活性脂质介质（LMs）经脂氧合酶（LOX）与环氧化酶（COX）等酶协同生物合成，是炎症反应启动与消退的关键调节者，但其在MS病理中的空间组织与功能作用尚未完全阐明。研究人员利用气动辅助纳米喷雾解吸电喷雾电离（PA nano-DESI）质谱成像与免疫组化，揭示人MS白质中白三烯B4（LTB4）较对照升高，且在病灶内较病灶周边进一步富集，同时小胶质细胞5-LOX激活蛋白（FLAP）表达上调。FLAP药理拮抗在人诱导多能干细胞（iPSC）来源小胶质细胞中抑制LTB4生物合成，而RNA测序显示对小胶质细胞转录表型仅边际影响。此外，体内FLAP拮抗在MS动物模型实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）中，无论预防还是治疗设置均缓解疾病严重度与脊髓炎症基因表达，伴随局部LTB4合成减少及脊髓内炎症单核细胞水平降低。综上，这些发现确立FLAP/LTB4轴为神经炎症驱动者及MS等慢性炎性CNS疾病的可成药治疗靶点。

研究背景：多发性硬化（MS）是中枢神经系统（CNS）慢性炎性脱髓鞘疾病，病灶内神经炎症表现为外周免疫细胞浸润与组织驻留小胶质细胞慢性活化，现有疗法难以完全阻止长期残疾进展与神经退变。生物活性脂质介质（LMs）如花生四烯酸（AA）经脂氧合酶（LOX）与环氧化酶（COX）途径生成的白三烯B₄（LTB₄）是强效白细胞趋化与活化因子，但其在人脑健康或病理状态下的空间特征及FLAP（5-LOX激活蛋白，5-LOX-activating protein）拮抗的治疗潜力不明。研究人员因此开展本研究，旨在解析FLAP/LTB₄轴在MS中的空间与功能意义，评估其作为治疗靶点的可行性。论文发表于《Acta Neuropathologica》。

主要关键技术方法：研究使用荷兰脑库提供的死后人脑白质组织（MS患者16例、非神经学对照12例）及雌性C57BL/6J小鼠EAE模型（MOG_35-55诱导），并采用人iPSC来源小胶质细胞（静息、促炎LPS/IFNγ、促消退IL-4/IL-13三种极化状态）。空间脂质分析采用气动辅助纳米喷雾解吸电喷雾电离质谱成像（PA nano-DESI MSI）定量LTB₄；细胞与组织FLAP定位采用免疫组化与多标荧光（IBA1、TMEM119、FLAP共染）；脂质介质绝对定量采用LC–MS/MS靶向脂质组学；转录影响评估采用bulk RNA-seq与edgeR/limma差异分析；体内药效与免疫谱采用EAE临床评分、脊髓qRT-PCR、流式细胞术及免疫荧光定量。

研究结果：

Increased LTB₄ levels in MS WM lesions：通过对人白质MSI定量，研究人员发现MS白质整体LTB₄浓度高于对照，病灶区较病灶周边显著升高，证实LTB₄在MS病灶内空间富集。

FLAP expression is restricted to microglia and induced in MS WM lesions：免疫组化显示5-LOX在各类细胞中无差异，而FLAP在MS病灶小胶质细胞（TMEM119⁺IBA1⁺）中比例显著上调，MS组织ALOX5AP转录亦高于对照，表明FLAP而非5-LOX是炎症相关动态调控节点。

FLAP antagonism in microglia reduces LTB₄ biosynthesis and decreases inflammatory pathways in homeostatic cells：iPSC小胶质细胞中促炎条件上调ALOX5AP；FLAP拮抗剂fiboflapon（FLAPa）在静息态引起121个差异基因且GSEA显示感染/中性粒迁移相关术语抑制，对促炎/促消退表型转录边际影响；Ca²⁺离子载体刺激下FLAPa特异性降低促炎小胶质细胞LTB₄而不影响COX产物。

FLAP antagonism ameliorates neuroinflammation by reducing local LTB₄ levels：EAE预防给药（d9起）显著降低慢性期临床评分AUC，脊髓LTB₄:AA比在峰值与慢性期均下降；qPCR显示峰值期脊髓Ccl2/Ccl4/Il1b等炎症基因群下调，免疫荧光见活化F4/80⁺iNOS⁺趋势未变但整体炎症转录减弱。

FLAP antagonism reduces inflammatory monocytes within the SC while largely preserving overall immune cell composition：流式显示预防期FLAPa选择性降低脊髓内炎症单核细胞（Ly6C^high）占单核细胞比例，不改变总体CD45⁺浸润、T细胞亚群或驻留小胶质CD45^low/high分化；外周血与脾仅有轻微B细胞/NKT变化。

FLAP antagonism ameliorates neuroinflammation in a therapeutic setting：EAE峰值期（d17）起治疗同样降低评分AUC，慢性期脊髓LTB₄:AA比未再差异，但F4/80⁺iNOS⁺活化亚群比例下降、炎症基因群下调，提示后期获益不依赖持续LTB₄抑制而伴髓样细胞状态重编程。

讨论部分总结：研究人员指出，MS病灶内AA下降伴LTB₄上升提示AA向白三烯分流增强；FLAP在病灶小胶质选择性诱导而5-LOX恒定，使FLAP成为比泛5-LOX抑制更安全的节点——后者会一并阻断促消退介质。Fiboflapon在iPSC小胶质仅边际改变转录，说明其作用在酶活与脂质介质层而非广泛重编程。EAE中预防期降低脊髓LTB₄:AA，治疗期虽未测到组织LTB₄比差但仍改善评分并下调活化髓样标志，表明早期阻断局部白三烯爆发、后期削弱已活化小胶质/巨噬细胞状态是时序依赖双机制。流式选择性减炎症单核细胞与已知LTB₄-BLT1轴驱单核迁移一致。研究者也承认样本量、fiboflapon中枢暴露定量、iPSC小胶质与体内异质性限制。

结论翻译：综上，本研究提供MS白质病灶内LTB₄空间分布图，其伴局部小胶质FLAP-LTB₄信号增强。体内FLAP拮抗降低脊髓自AA的LTB₄合成、抑制炎症基因表达，并在预防与治疗两种设置中改善EAE临床评分，同时选择性改变免疫组成（含脊髓炎症单核细胞减少）。这些发现支持局部FLAP-LTB₄信号放大神经炎症的模型，并凸显抑制该轴作为抗击神经炎症策略的治疗潜力。