PARP抑制减轻多发性硬化症大鼠模型中的神经炎症和脱髓鞘：一项纵向[11C]PBR28 TSPO PET成像研究

《Neurotherapeutics》：PARP inhibition attenuates neuroinflammation and demyelination in a rat model of multiple sclerosis: A longitudinal [11C]PBR28 TSPO PET imaging study

　　

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）在DNA修复中发挥重要作用，但也参与其他细胞过程。PARP抑制被认为可以抑制炎症信号，并已被提议作为多发性硬化症等神经炎症性疾病的潜在治疗方法。然而，其对体内病变相关神经炎症的影响仍不完全清楚。因此，研究人员评估了PARP抑制剂PJ34是否可以减轻神经炎症和脱髓鞘，以及是否可以使用[¹¹C]PBR28（一种胶质细胞激活的示踪剂）进行正电子发射断层扫描（PET）纵向监测治疗反应。在体外，研究人员发现PJ34可减少脂多糖刺激的RAW264.7巨噬细胞中[¹¹C]PBR28的摄取和离子化钙结合适配器分子1（IBA1）免疫反应性。在体内，通过向雄性Sprague-Dawley大鼠的胼胝体和纹状体单侧注射溶血卵磷脂诱导局灶性脱髓鞘，随后进行PJ34或载体治疗，并在第3天和第7天进行连续[¹¹C]PBR28 PET成像。PET显示，与载体对照组相比，PJ34治疗组动物在第3天（SUV平均值为1.21 vs. 1.75；p < 0.001）和第7天（1.00 vs. 1.29；p < 0.001）病变中的示踪剂摄取显著降低。组织学分析证实，PJ34治疗组动物中IBA1免疫反应性降低，小胶质细胞体变小，突触复杂性得以保留。此外，Luxol Fast Blue染色显示，PJ34治疗组在第7天保留的髓鞘化面积显著更大（90.9% vs. 64.8%；p < 0.001）。本研究表明，PJ34可减轻局灶性白质损伤中的病变相关神经炎症和脱髓鞘，并支持纵向[¹¹C]PBR28 PET成像作为治疗反应的敏感无创生物标志物。

**研究背景与目的**
多发性硬化症（multiple sclerosis, MS）是一种中枢神经系统（CNS）慢性炎性脱髓鞘疾病，神经炎症是其核心病理特征。小胶质细胞作为CNS驻留免疫细胞，在神经炎症中发挥关键作用：激活后释放细胞因子和活性氧，加剧组织损伤。聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）家族，特别是PARP1，在DNA修复中至关重要，但在慢性炎症中过度激活可消耗NAD⁺，导致ATP耗竭和细胞死亡（parthanatos），并放大炎症信号。已有研究提示PARP抑制可能通过保护能量代谢和减少炎症成为MS的潜在治疗策略，但PARP抑制对体内病变相关神经炎症的影响尚不明确。本研究旨在评估PARP抑制剂PJ34在溶血卵磷脂（lysolecithin, LPC）诱导的大鼠局灶性脱髓鞘模型中对神经炎症和脱髓鞘的作用，并利用[¹¹C]PBR28 TSPO PET成像纵向监测治疗反应。论文发表在《Neurotherapeutics》。

**主要技术方法**
研究采用体外RAW264.7巨噬细胞实验（来源于美国模式培养物集存库ATCC），评估PJ34对脂多糖（LPS）诱导的激活的影响。体内实验使用雄性Sprague-Dawley大鼠（8–10周龄，来源于Envigo），通过立体定向注射LPC于胼胝体和纹状体诱导局灶性脱髓鞘。主要技术方法包括：①[¹¹C]PBR28 PET成像（第3天和第7天进行15分钟静态扫描，SUV定量分析）；②免疫组织化学（IBA1染色评估小胶质细胞激活，Sholl分析定量突触复杂性，细胞体面积测量）；③Luxol Fast Blue（LFB）染色评估髓鞘完整性。样本队列：每治疗组13只大鼠，其中11只进行PET成像（第3天8只可评估，第7天7只可评估），2只仅用于组织学分析。

**研究结果**
**PJ34减轻LPS诱导的RAW264.7细胞激活**：体外实验显示，PARP1蛋白在RAW264.7细胞中表达，LPS刺激显著增加[¹¹C]PBR28摄取和IBA1荧光强度，而PJ34预处理（1–20 μM）以浓度依赖方式显著降低这些指标，表明PARP抑制可抑制巨噬细胞激活。

**[¹¹C]PBR28 PET成像监测PARP抑制对MS溶酶卵磷脂模型中小胶质细胞激活的调节作用**：PET显示，在载体对照组中，LPC注射侧（同侧）[¹¹C]PBR28摄取在第3天（SUVmean 1.75）和第7天（1.29）显著高于对侧（0.505和0.507），这与胶质细胞激活峰及随后部分消退一致。PJ34治疗组在第3天（SUVmean 1.21 vs. 1.75，p < 0.001）和第7天（1.00 vs. 1.29，p < 0.001）同侧病变摄取显著低于对照组，对侧无差异，表明PARP抑制减轻了病变相关胶质细胞激活。

**死后分析证实PJ34减少小胶质细胞激活并显示PJ34保留LPC诱导病变中的髓鞘完整性**：免疫组化显示，第3天PJ34治疗组IBA1荧光强度显著低于对照组（1.48 vs. 3.66，p < 0.0001），小胶质细胞形态更分支（Sholl分析显示突触复杂性保留，细胞体面积减小：29.0 μm² vs. 43.8 μm²，p < 0.0001）；第7天两组均恢复至静息形态。LFB染色显示，第3天PJ34组髓鞘保留面积百分比为93.3%，高于对照组87.3%（p = 0.025）；第7天PJ34组保留90.9%，显著高于对照组64.8%（p < 0.001），且PJ34组第3天与第7天无显著差异，表明PJ34持续减轻脱髓鞘。

**讨论与结论**
讨论部分指出，PJ34通过抑制PARP-1，减少NF-κB和AP-1依赖的炎症基因表达，从而减轻小胶质细胞激活。同时，PARP-1抑制可能通过减少NAD⁺消耗和parthanatos途径保护少突胶质细胞，减轻脱髓鞘。LPC模型的局限性包括仅模拟局灶性脱髓鞘，无法完全反映MS的免疫复杂性，但该模型便于精确时空分析。未来研究应评估PJ34在治疗性（而非预防性）方案中的效果，并探讨其是否促进髓鞘再生及对线粒体代谢的影响。研究结论翻译如下：总之，本研究表明，在LPC诱导的大鼠局灶性白质损伤模型中，PJ34显著减少了病变相关的胶质细胞激活并减轻了脱髓鞘。纵向[¹¹C]PBR28 PET敏感地检测到了与死后分析一致的治疗相关变化，支持其作为病变活动无创生物标志物的价值。这些发现共同支持进一步研究PARP抑制作为脱髓鞘疾病的潜在治疗策略，并强调[¹¹C]PBR28 PET作为监测治疗反应的有用转化工具。