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以雪旺细胞（Schwann cell, SC）为基础的细胞疗法目前正被视为促进多发性硬化（multiple sclerosis, MS）及其他中枢神经系统（central nervous system, CNS）炎性脱髓鞘疾病患者功能恢复的一种潜在策略。SC移
以雪旺细胞（Schwann cell, SC）为基础的细胞疗法目前正被视为促进多发性硬化（multiple sclerosis, MS）及其他中枢神经系统（central nervous system, CNS）炎性脱髓鞘疾病患者功能恢复的一种潜在策略。SC移植于MS患者的主要局限性在于其在CNS环境中短期功能活性不足。本研究旨在体外明确经MS患者脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）处理后的人SC在表型、功能及信号转导层面的变化，并表征在MS微环境模型中介导SC损伤应答的分子机制。研究人员发现，与MS患者CSF共培养的SC中，细胞增殖与运动能力受到抑制，而促髓鞘形成基因及髓鞘形成负调控因子的表达均同步上调。这一变化与细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase, ERK）和c-Jun的活跃磷酸化相关，且抑制这些信号通路可部分阻止SC的改变。对已检出异常及SC标志物的综合分析表明，当SC置于MS样环境中时，既不呈现“经典”的去分化修复样表型，也不呈现髓鞘形成成熟表型，而是表现出一种非典型的细胞信号重编程模式，并伴随运动能力下降及潜在的髓鞘形成能力减弱。因此，研究人员建议，经ERK和JNK通路调节的SC应作为MS中CNS修复的潜在细胞来源开展进一步研究。
论文解读：多发性硬化微环境对雪旺细胞功能与信号重编程的影响
一、研究背景与目的
雪旺细胞（Schwann cell, SC）是外周神经系统（peripheral nervous system, PNS）的胶质细胞，除维持神经正常生理功能外，其功能可塑性使其在神经损伤后能够发生适应性细胞重编程，包括去分化、增殖、迁移及向修复表型极化，从而促进PNS再生。然而，在创伤、中毒、代谢异常及炎症等多种神经病变中，SC也可表现出形态可塑性改变、自噬转化及髓鞘分化丧失等异常。鉴于SC在PNS中独特的再生与髓鞘形成能力，研究者长期探索将其移植至中枢神经系统（central nervous system, CNS）以修复损伤。尽管SC并非CNS常驻细胞，但动物实验和尸检证据表明，SC可被募集至CNS脱髓鞘病灶参与髓鞘修复，且在实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE）模型中，移植SC可显著促进脱髓鞘区域的髓鞘再生。多发性硬化（multiple sclerosis, MS）是以CNS局灶性脱髓鞘为特征的自身免疫病，尽管存在内源性再髓鞘化，但修复不充分。SC移植被视为极具前景的自体细胞治疗策略，然而诸多研究表明，SC移植入CNS后因病变组织微环境恶劣而耐受性差，其存活率、迁移能力及再髓鞘化能力均受限。然而，此前并无确切数据阐明SC在MS环境中是否存在功能异常，亦未明确调控这些异常的关键信号转导通路。因此，本研究旨在提供首个原理性验证，即MS患者脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）中的相关致病因子能否通过特定信号通路调控人SC功能，并探索靶向干预这些通路能否逆转SC在MS微环境中的损伤应答，从而为发展以胶质细胞为靶点的MS治疗新策略奠定基础。该研究成果发表于《Cells》杂志。
二、关键技术方法概述
研究人员采用人永生化SC系hTERT ipn02.3 2λ（来源于健康女性腓肠神经，CRL-3392，购自ATCC），以10%（v/v）浓度的CSF及配对血清处理细胞。样本分为对照组（36例，CSF无寡克隆区带（oligoclonal bands, OCB）、IgG指数正常）和MS组（35例，CSF存在>3条OCB且IgG指数升高），临床样本均来自匹兹堡大学医学中心（UPMC）经CAP/CLIA认证的免疫病理实验室。主要技术手段包括：MTT比色法检测SC增殖/活化，Boyden室原理的Transwell迁移实验检测细胞趋化运动，流式细胞术分析表面及胞内标志物表达，实时定量PCR（qPCR）检测相关转录因子及调控因子mRNA水平，Western blot检测信号通路蛋白总表达及磷酸化水平，并利用MAPK/ERK通路抑制剂UO126及JNK通路抑制剂SP600125进行信号干预。
三、主要研究结果
1. MS微环境中雪旺细胞的功能改变：MTT实验显示，OCB阳性CSF处理后SC的活化/增殖较对照组及OCB阴性CSF组显著下降15%-25%；Transwell实验表明，OCB阳性CSF可显著抑制SC趋化性达50%-60%，而OCB阴性CSF反而促进SC趋化。该结果表明MS相关CSF因子可抑制成人SC的活性。
2. MS微环境中雪旺细胞的表型改变：流式细胞术显示，OCB阳性CSF及配对血清处理后，SC的髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein, MBP）、髓鞘相关糖蛋白（myelin associated glycoprotein, MAG）和神经细胞黏附分子1（neural cell adhesion molecule 1, NCAM1）表达显著上调，其中NCAM的平均荧光强度（mean fluorescence intensity, MFI）增加5倍以上；而神经生长因子受体（nerve growth factor receptor, NGFR）、胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）和S100钙结合蛋白B（S100B）表达无显著变化。
3. MS微环境中雪旺细胞相关调控因子的基因表达：qPCR结果显示，与OCB阴性CSF或对照培养基相比，OCB阳性CSF处理显著上调SOX10、Oct-6（POU3F1）、MAG、c-Jun、PAX6和EGR1的mRNA表达水平，其中SOX10、Oct-6和Pax6分别提高7倍、5倍和3倍；Krox20（EGR2）、MBP、SOX2、TBX2和NCAM表达虽较对照有所上升但未达统计学显著；配对血清仅部分重现CSF效应，提示存在CSF特异性因子。NGFR、GFAP、S100B及ID2在CSF处理后无改变。
4. MS微环境中雪旺细胞关键信号通路的调节：Western blot检测发现，OCB阳性CSF可显著延长SC中ERK1/2和c-Jun的磷酸化激活时间（在15、30和60分钟均见磷酸化增强），而OCB阴性CSF仅在15分钟时诱导短暂磷酸化；两组CSF对Akt、SMAD2和Stat3的活化均无影响。
5. ERK和c-Jun抑制剂对CSF诱导改变的阻断作用：预先使用UO126（ERK抑制剂）或SP600125（JNK抑制剂）处理可显著降低CSF诱导的ERK和c-Jun磷酸化水平，并完全阻断OCB阴性CSF对SC趋化的促进作用及OCB阳性CSF对趋化的抑制作用。此外，OCB阴性CSF可刺激SC分泌脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF），而OCB阳性CSF无此效应；两种抑制剂均可阻断BDNF释放的增加，但对CNTF、GDNF及NGF的产生均无影响。
四、讨论与结论总结
在讨论部分，研究者指出，SC在CNS中的迁移和存活可能受到限制，且在病理环境中可出现异常表型并缩短寿命。本研究首次证明，MS患者的CSF（OCB阳性）可对SC功能产生多方面抑制，包括降低增殖/活化、抑制趋化性、抑制BDNF产生，并诱导非典型的信号重编程。c-Jun和ERK是调控SC去分化及修复表型的关键分子，本研究中SC表现出的异常可能与这两种信号通路的持续激活有关。值得注意的是，OCB阳性CSF同时上调促髓鞘形成基因（如Krox20、Oct-6、SOX10、MBP）与髓鞘形成抑制因子（如c-Jun、SOX2、EGR1），打破了经典SC极化的基因表达模式，提示SC在MS环境中并未向明确的修复或成熟表型分化，而是陷入一种异常的“损伤应答”状态。抑制ERK和JNK通路可在一定程度上逆转功能异常，表明针对这些通路的药物干预或可提升SC移植治疗MS的效力。
研究结论部分明确指出，通过分析人SC在MS微环境模型中的表型、功能及分子特征，研究人员发现SC的增殖和运动能力受到抑制，而促髓鞘形成基因和髓鞘形成负调控因子的表达同步上调。这种伴随ERK和c-Jun活性磷酸化的非典型细胞信号重编程现象，可被c-Jun和ERK1/2的抑制剂部分预防。这些结果首次证明，用于治疗的SC在MS环境中可能丧失原有功能，提示在将其导入病变脑组织前需进行保护或基因修饰。该研究为鉴定调控CNS实质内SC存活与运动的致病因子提供了模型基础，并为设计以SC为基础的CNS修复新疗法、补充少突胶质细胞再髓鞘化功能及减轻轴突损伤提供了重要理论依据，有助于推动自体PNS来源SC移植临床试验的优化，最终为对抗MS患者的轴突丢失、疼痛及神经炎症奠定基础。
