胸腺是肌萎缩侧索硬化病理生理学的靶器官与维持器官

《Brain, Behavior, & Immunity - Health》：The thymus gland is a target and maintainer of amyotrophic lateral sclerosis pathophysiology

　　

研究人员发现，在肌萎缩侧索硬化（ALS）晚期，胸腺发生萎缩，总胸腺细胞数与CD4+细胞减少。在ALS小鼠模型中，胸腺内及外周的调节性T细胞（Treg）均下降。晚期ALS小鼠胸腺中髓质胸腺上皮细胞（mTEC）减少。上述胸腺缺陷反映了外周免疫失衡，并加重ALS进展。该研究揭示胸腺既是ALS的靶器官，也通过影响中枢Treg输出参与维持疾病相关的免疫表型。

研究背景与立项依据

肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种以运动神经元选择性丢失为特征的进展性神经退行性疾病，目前无治愈手段。除中枢神经系统（CNS）内小胶质细胞与星形胶质细胞介导的神经炎症外，外周适应性免疫特别是CD4⁺ T细胞亚群参与疾病进程，其中CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺调节性T细胞（Treg）具有神经保护作用。既往研究多聚焦外周T细胞表型，而Treg在胸腺内早期分化阶段是否受累尚不清楚。胸腺作为初级淋巴器官，通过皮质与髓质胸腺上皮细胞（cTEC、mTEC）构建微环境，介导T细胞阳性与阴性选择及中枢Treg（central Treg）生成。已有零星临床与mSOD1小鼠证据提示ALS可能存在胸腺功能障碍，但缺乏系统论证。为此，研究人员以SOD1-G93A转基因小鼠（mSOD1）为模型，纵向评估胸腺重量、胸腺细胞亚群、TEC网络、Treg空间分布与功能、T细胞受体切除环（TREC）输出及外周引流淋巴结免疫表型，明确胸腺是否为ALS病理生理的靶点与维持者。

主要技术方法概述

研究人员采用SOD1-G93A转基因小鼠与同窝B6SJLF1/J野生型（WT）雄鼠，取30、60、90、120日龄（分别对应症状前、起病与晚期）胸腺及腹股沟淋巴结、脾脏、腋窝淋巴结为样本队列。关键技术包括：流式细胞术分选与分析胸腺细胞及EpCAM⁺ TEC亚群；免疫荧光与RNAscope原位杂交定位人源SOD1蛋白/mRNA、Foxp3、CK5/CK8、Aire；Annexin V凋亡检测；体外CD4单阳性胸腺细胞经抗CD3/CD28联合IL-2与TGF-β诱导Treg分化及CFSE抑制功能实验；实时定量PCR检测胸腺与外周βTREC与信号连接TREC（sjTREC）评估胸腺输出；Ripley’s L函数进行Treg-mTEC空间统计；线性判别分析（LDA）整合多参数区分基因型。

研究结果

5.1 mSOD1小鼠在ALS晚期胸腺内调节性T细胞减少

120日龄雄性mSOD1相对胸腺重量降低约24%，总胸腺细胞减少约40%，双阳性（DP）细胞、CD4单阳性（SP）及CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺ Treg、Treg祖细胞绝对数均显著下降，Foxp3中位荧光强度未变。60日龄反见Treg增多。循环皮质酮无升高，排除应激性萎缩。雌性表型较轻。LDA可清晰分离WT与mSOD1。表明晚期胸腺萎缩与Treg数量缺失源于细胞内在/微环境改变而非Foxp3表达丧失。

5.2 mSOD1小鼠晚期成熟髓质TEC减少

免疫荧光显示皮髓界限大体保留但髓质向皮质分支。流式显示总EpCAM⁺ TEC降31%，cTEC降34%，mTEC降27%，成熟CD80^highMHC-II^high mTEC降32%；Aire⁺细胞比例与表达强度未变。LDA证实上皮区室整体偏移。提示mTEC数量耗竭可能影响阴性选择与中枢Treg诱导，但中枢耐受标志Aire未崩解。

5.3 mSOD1胸腺Treg异常远离mTEC分布

空间分析显示多数Foxp3⁺ Treg仍簇集于CK5⁺ mTEC旁（<10 μm），但mSOD1中位于远距（皮质CK5^-区）的Treg比例升高，皮质与髓质纤连蛋白（FN）面积分别增41%与58%。Ripley’s L无尺度显著性差异，但异位分布提示迁移或基质交互异常。

5.4 mSOD1胸腺Treg凋亡增加且功能缺陷

Annexin V显示总胸腺细胞、CD4 SP及CD4⁺CD25⁺前体凋亡分别升1.28、1.30、1.84倍。体外分化中mSOD1 CD4 SP生成Treg能力较WT低约62%；混合培养中mSOD1 Treg对效应T细胞（Tconv）增殖抑制减弱（1:1时CFSE中位数荧光强度降约50%）。说明突变SOD1赋予Treg细胞内在分化与抑制功能障碍。

5.5 mSOD1胸腺成熟末期受损且引流淋巴结Treg减少

胸腺内βTREC无变，sjTREC降约10%，提示DP至SP阶段存活/增殖受损。外周脾与腹股沟淋巴结（iLN）sj/βTREC比值未变，但iLN中Treg绝对数降51%，Foxp3强度与Treg/Teff比保留。证明胸腺输出总量未减但子集组成偏移，外周尤其肢端引流区Treg耗竭。

讨论与结论翻译

讨论指出，ALS属非细胞自主疾病，胸腺通过mTEC丢失、Treg异位、凋亡与功能低下，使中枢Treg输出减少，反射并放大外周免疫失衡与神经炎症，形成退化循环；雄性胸腺高表达突变SOD1且表型更重，与雌激素保护相符；皮质酮非依赖机制可能涉及CNS-胸腺交感轴中断。胸腺应被视为ALS免疫环路的新靶点。

结论部分翻译：目前ALS无法治愈且疗法有限。本研究以SOD1-G93A小鼠证明ALS伴发胸腺萎缩、胸腺细胞与Treg减少、胸腺上皮微环境改变及Treg分化与抑制功能受损。胸腺功能障碍参与疾病进展期免疫失调，胸腺是既往被低估的ALS病理生理组分。未来有效策略应结合神经保护药物与以生物标志物或免疫基因特征为指导的免疫稳态重建途径。

（注：原文载于《Brain, Behavior, & Immunity》相关姊妹刊，用户指定刊名《Brain, Behavior, 》依原文线索保留。）