胸腺肽α1通过结合食欲素受体HCRTR1抑制神经元坏死性凋亡提供直接神经保护

《Advanced Science》：Thymosin Alpha-1 Provides Direct Neuroprotection by Engaging the Orexin Receptor HCRTR1 to Suppress Neuronal Necroptosis

　　

免疫系统与大脑之间的通讯对神经元健康至关重要，但介导这种相互作用的分子信号尚未被完全理解。在此，研究人员揭示了一条连接胸腺与中枢神经系统（central nervous system, CNS）的意外且直接的神经保护轴。研究人员发现，胸腺来源的肽胸腺肽α₁（Thymosin alpha-1, Tα₁）可充当神经元上经典神经肽受体——下丘脑分泌素（食欲素）受体1（Hypocretin (Orexin) Receptor 1, HCRTR1）的非经典配体。这种结合通过抑制受体相互作用蛋白激酶3（Receptor-Interacting Protein Kinase 3, RIPK3）的活性来保护神经元免于细胞死亡，RIPK3是坏死性凋亡的核心执行者。该通路的生理相关性在缺血性卒中中得到了凸显，研究人员发现，患者和小鼠循环中的Tα₁水平显著降低，并与疾病严重程度密切相关。编码Tα₁的基因Ptma的遗传缺失加重了卒中损伤，而治疗性给予Tα₁则赋予了强大的神经保护作用并改善了功能恢复。研究结果鉴定了一条新的胸腺-脑信号通路，揭示了免疫肽的新神经保护功能以及经典神经元受体的意外作用。这项工作确立了Tα₁作为一种有前景的双重作用治疗候选分子，能够同时发挥直接神经元保护和系统性免疫调节作用。

论文解读：胸腺肽α₁通过HCRTR1受体抑制神经元坏死性凋亡实现直接神经保护

神经系统与免疫系统之间存在持续而复杂的对话，对维持机体稳态和损伤应答至关重要。传统观点认为，外周免疫信号主要通过炎症级联或免疫细胞浸润间接影响脑功能，而外周免疫器官分泌的分子能否穿过血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）直接作用于神经元受体，始终是神经生物学中的关键未解问题。胸腺肽α₁（Thymosin alpha-1, Tα₁）是胸腺加工其前体原胸腺素α（Prothymosin alpha, PTMA）后分泌的主要活性肽，既往在脑损伤模型中显示出的神经保护作用多被归因于广谱抗炎或抗氧化特性。然而，由于未发现神经元上存在Tα₁的已知细胞表面受体，其能否作为细胞外信号直接调控神经元命运，一直缺乏机制层面的研究。研究人员因此假设，Tα₁可能以激素样方式激活特定神经元受体，启动直接的促存活信号通路。

在这项发表于《Advanced Science》的研究中，研究人员发现Tα₁可穿过血脑屏障，作为经典G蛋白偶联受体——下丘脑分泌素（食欲素）受体1（HCRTR1）的非经典配体，通过抑制受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3，坏死性凋亡的核心执行激酶）介导的坏死性凋亡（necroptosis，一种溶解性促炎性程序性细胞死亡），直接保护神经元免于缺血性损伤。这一发现揭示了胸腺与大脑之间前所未有的直接信号轴，重新定义了Tα₁的生物学角色，并确立了Tα₁-HCRTR1-RIPK3轴作为缺血性卒中及神经退行性疾病的潜在治疗靶点。

研究人员为开展这项研究使用了多项关键技术方法。临床样本来自中山大学附属第三医院前瞻性招募的15名健康对照和28例急性缺血性卒中（acute ischemic stroke, AIS）患者，采集入院时外周血并评估NIHSS评分、梗死体积及炎症指标。动物实验采用C57/Bl6小鼠短暂大脑中动脉阻塞（transient middle cerebral artery occlusion, tMCAO）模型。主要技术包括：ELISA检测Tα₁水平、Ptma杂合敲除（Ptma^+/?）小鼠模型、表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）与分子对接验证蛋白结合、免疫共沉淀、原代皮层神经元及器官型脑片培养的氧糖剥夺（oxygen-glucose deprivation, OGD）模型、RNA测序、以及系列行为学评估。药物干预使用HCRTR1拮抗剂SB334867和RIPK3抑制剂/激活剂等。

研究结果部分，按论文小标题分述如下：

**3.1 循环胸腺肽α1在急性脑损伤后下调并与神经损伤相关**：通过临床血清样本和tMCAO小鼠模型发现，卒中后循环Tα₁水平显著降低，且与梗死体积增大、神经功能缺损加重和全身炎症指标升高相关；与之对照，胸腺肽β4（Tβ4）和胸腺肽β10（Tβ10）无显著变化。脑组织内Tα₁同样下降，且其浓度越低，脑损伤越严重。

**3.2 内源性Tα1对卒中后神经元存活和功能恢复至关重要**：Ptma杂合敲除小鼠在tMCAO后存活率降低，急性期神经功能缺损更重、梗死体积更大、周围区神经元死亡增多；慢性期组织丢失和白质损伤加剧，并出现持续的感觉运动缺陷及学习和记忆障碍，证明内源性Tα₁是抵抗缺血性脑损伤的关键分子。

**3.3 外源性Tα1给药赋予强大的神经保护并促进神经元存活**：腹腔注射FLAG或FITC标记的Tα₁可穿过受损血脑屏障，并在梗死周围神经元蓄积。每日给予Tα₁显著提高WT和Ptma^+/?小鼠存活率，改善神经功能，缩小梗死体积，减轻慢性组织丢失和白质损伤，并促进长期运动、感觉和认知恢复；且该保护作用不伴随显著的神经炎症因子谱改变，提示其主要机制是直接神经元保护而非免疫调节。

**3.4 Tα1在体外缺血模型中发挥直接促存活作用**：在离体器官型脑片培养和原代皮层神经元中，OGD后给予Tα₁可降低乳酸脱氢酶释放，减少TUNEL和p-γH₂AX阳性细胞，并维持cFOS表达，证实其保护效应不依赖外周免疫细胞。

**3.5 Tα1是神经元上食欲素受体HCRTR1的新型配体**：RNA测序发现Tα₁处理上调Hcrtr1基因，蛋白水平验证一致。结构分析和分子对接显示Tα₁与HCRTR1内源激动剂Orexin A构象相似，且与HCRTR1存在高亲和力结合预测；免疫共沉淀和SPR实验证实二者存在直接物理相互作用。

**3.6 Tα1-HCRTR1轴通过抑制RIPK3介导的坏死性凋亡保护神经元**：HCRTR1拮抗剂SB334867可取消Tα₁在体外和体内的保护作用，而HCRTR1激动剂Orexin A则模拟其促存活效应。机制上，HCRTR1与RIPK3而非RIPK1或MLKL直接结合；Tα₁处理降低神经元中RIPK3表达及p-RIPK1、p-RIPK3、p-MLKL水平。药理学激活RIPK3完全阻断Tα₁保护，而抑制RIPK3则产生类似保护效应。

讨论部分指出，该研究突破了传统认为胸腺仅通过塑造外周免疫影响神经系统疾病的观点，建立了胸腺与神经元之间的直接分子对话。Tα₁的治疗效果与晚期神经炎症因子谱无关，说明直接神经保护是其在急性损伤期的主要作用方式。胸腺肽“劫持”经典神经肽受体HCRTR1，揭示了GPCR信号的非经典混杂性，并提供了通过内源性肽调控RIPK3坏死性凋亡通路的新上游机制。这一发现具有明确的转化意义：Tα₁作为已获临床安全验证的内源性肽，既能直接抑制神经元坏死性凋亡，又可改善卒中后免疫抑制，构成双重治疗策略。研究局限性包括Ptma杂合敲除小鼠模型的非完全缺失、临床样本量较小且需更大规模纵向队列验证、以及