轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合磁共振無創(chuàng)成像技術(shù)在多發(fā)性硬化癥中慢性炎癥的研究

近期一項研究通過多組學技術(shù)揭示了多發(fā)性硬化癥（MS）中慢性炎癥誘導的衰老樣膠質(zhì)細胞的空間分布特征及其在疾病進展中的關(guān)鍵作用。該研究結(jié)合單細胞轉(zhuǎn)錄組測序、空間轉(zhuǎn)錄組學和3T磁共振成像技術(shù)，首次在相對年輕的進展型MS患者腦組織中發(fā)現(xiàn)衰老樣細胞在白質(zhì)慢性活動性病變邊緣特異性聚集，并構(gòu)建了人誘導多功能干細胞（hiPSC）來源的神經(jīng)類器官模型驗證炎癥驅(qū)動衰老的機制。研究表明，小膠質(zhì)細胞對炎癥誘導的衰老過程尤為敏感，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)滲透性抗炎藥物可部分逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。此外，通過MRI估計的腦年齡分析顯示，慢性活動性病變負荷高的患者大腦呈現(xiàn)加速衰老特征，這為理解MS的沉默進展機制提供了新視角。

本研究由Francesca Fagiani, Edoardo Pedrini等11位共同第一作者，Martina Absinta等通訊作者共同完成。研究成果以"Spatially-restricted inflammation-induced senescent-like glia in multiple sclerosis and patient-derived organoids"為題，于2025年9月在《Nature Communications》期刊正式發(fā)表。

重要發(fā)現(xiàn)
01細胞衰老特征的空間分布規(guī)律
通過單核RNA測序（snRNA-seq）對32例凍存腦組織樣本的197,912個細胞核進行分析，研究團隊發(fā)現(xiàn)MS腦組織中存在顯著的細胞衰老異質(zhì)性。利用國際共識推薦的SenMayo基因集（包含125個衰老相關(guān)基因）進行評分，發(fā)現(xiàn)衰老樣細胞在MS白質(zhì)中的比例顯著高于對照組（13% vs 7%），尤其在慢性活動性病變邊緣最為富集�？臻g轉(zhuǎn)錄組學分析進一步揭示了衰老特征從病變核心向周圍白質(zhì)區(qū)域的梯度擴散模式，這種離心式傳播在慢性活動性和非活動性病變中尤為明顯，而在急性活動性病變中尚未形成。

創(chuàng)新與亮點
01成像技術(shù)方法的突破
本研究創(chuàng)新性地將空間轉(zhuǎn)錄組學與臨床影像學相結(jié)合，解決了傳統(tǒng)技術(shù)難以捕捉衰老細胞空間分布的難題。通過Visium技術(shù)獲得的6.5mm²組織區(qū)域轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了55μm分辨率下的基因表達空間定位。這種高精度空間成像技術(shù)成功捕捉到衰老信號從病變中心向周圍的梯度擴散，為理解MS病變的離心式擴張?zhí)峁┝酥苯幼C據(jù)。此外，研究開發(fā)的算法工具（如SPATA2）能夠自動識別組織切片中的基因表達梯度，顯著提升了空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的解析效率。

在臨床轉(zhuǎn)化方面，研究團隊建立了基于3T MRI的腦年齡預(yù)測模型，通過對528例成年人的MRI圖像進行機器學習分析，發(fā)現(xiàn)慢性活動性病變（PRL）數(shù)量≥4的患者大腦呈現(xiàn)加速衰老特征。這種無創(chuàng)成像技術(shù)為在體評估疾病進展提供了新指標，相較于傳統(tǒng)的腦體積測量，能更早發(fā)現(xiàn)神經(jīng)退行性變化。特別值得注意的是，年輕MS患者即使尚未出現(xiàn)明顯腦萎縮，但其腦年齡已顯著提前，這為早期干預(yù)提供了重要時間窗口。

總結(jié)與展望
本研究通過多組學技術(shù)體系揭示了細胞衰老在多發(fā)性硬化癥進展中的關(guān)鍵作用，建立了炎癥-衰老-疾病進展的因果關(guān)系鏈。空間轉(zhuǎn)錄組學與臨床影像學的創(chuàng)新結(jié)合，為在體評估疾病提供了新的生物標志物。類器官模型的成功構(gòu)建不僅驗證了人類腦組織中的發(fā)現(xiàn)，更為藥物篩選提供了高效平臺。未來研究可進一步探索衰老細胞的具體清除策略，以及不同細胞類型衰老的時序特征和相互作用機制。隨著成像技術(shù)的不斷進步，有望實現(xiàn)對MS患者腦內(nèi)衰老細胞的在體動態(tài)監(jiān)測，從而推動個體化治療的發(fā)展。這些研究成果不僅對多發(fā)性硬化癥，也對其他神經(jīng)退行性疾病的機制研究和治療開發(fā)具有重要借鑒意義。