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膠質(zhì)細(xì)胞異質(zhì)化機(jī)制解析及新靶點(diǎn)RIPK1通路在漸凍癥治療中的潛力

瀏覽次數(shù):628 發(fā)布日期:2025-9-11  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

《Immunity》最新突破:膠質(zhì)細(xì)胞異質(zhì)化機(jī)制解析,RIPK1通路或成漸凍癥治療新靶點(diǎn)

一、聚焦免疫與疾病的頂級平臺
本文發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Immunity》(影響因子32.5,免疫學(xué)研究領(lǐng)域高影響力學(xué)術(shù)期刊),于2025年4月8日實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)首發(fā)。該期刊長期深耕免疫系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制與疾病發(fā)生發(fā)展的前沿探索,核心聚焦免疫細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)-免疫系統(tǒng)交互作用等國際研究熱點(diǎn)。本研究首次深度揭示肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS,即漸凍癥)病理進(jìn)程中神經(jīng)炎癥網(wǎng)絡(luò)與膠質(zhì)細(xì)胞功能異常的核心調(diào)控機(jī)制,為突破該神經(jīng)退行性疾病的治療瓶頸提供了全新分子靶點(diǎn)與干預(yù)策略。

二、核心發(fā)現(xiàn):膠質(zhì)細(xì)胞 "功能異化" 與 RIPK1 信號軸異常激活
ALS 脊髓中的 "免疫失衡風(fēng)暴":膠質(zhì)細(xì)胞群體發(fā)生特征性功能重編程
基于對8例ALS患者及4例健康對照者脊髓組織的高通量單細(xì)胞核RNA測序(snRNA-seq)技術(shù)分析,研究團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了疾病特異性脊髓細(xì)胞圖譜。結(jié)果顯示:在運(yùn)動神經(jīng)元變性區(qū)域,小膠質(zhì)細(xì)胞與星形膠質(zhì)細(xì)胞群體呈現(xiàn)顯著的表型轉(zhuǎn)化特征,其炎癥相關(guān)基因表達(dá)譜發(fā)生根本性改變,形成促炎因子級聯(lián)放大網(wǎng)絡(luò)。

小膠質(zhì)細(xì)胞

通過單細(xì)胞分辨率分析發(fā)現(xiàn),小膠質(zhì)細(xì)胞群體特異性分化為兩個病理相關(guān)亞群(Mg2、Mg3),其特征性分子譜系顯示:炎癥調(diào)控樞紐CD163、鐵代謝調(diào)控基因HAMP及疾病相關(guān)微膠質(zhì)細(xì)胞(DAM)特異性標(biāo)記物SPP1呈現(xiàn)顯著表達(dá)上調(diào),而維持靜息狀態(tài)的標(biāo)志基因CX3CR1出現(xiàn)選擇性沉默。這種基因表達(dá)重編程直接反映小膠質(zhì)細(xì)胞功能重塑——從生理?xiàng)l件下執(zhí)行免疫監(jiān)視的"神經(jīng)元守護(hù)者",轉(zhuǎn)化為驅(qū)動神經(jīng)炎癥的"病理效應(yīng)器",其表型轉(zhuǎn)化與運(yùn)動神經(jīng)元變性區(qū)域的空間分布存在顯著相關(guān)性。

星形膠質(zhì)細(xì)胞群體呈現(xiàn)顯著病理重構(gòu),特異性分化出兩個反應(yīng)性亞群(Ast2、Ast3),其功能基因譜顯示:絲氨酸蛋白酶抑制劑A3(SERPINA3)、幾丁質(zhì)酶樣蛋白2(CHI3L2)等促炎介質(zhì)呈現(xiàn)顯著表達(dá)上調(diào),同時趨化因子CCL2分泌水平大幅提升,形成"中樞-外周免疫對話"樞紐。這種病理狀態(tài)通過持續(xù)募集外周免疫細(xì)胞浸潤中樞神經(jīng)系統(tǒng),并釋放大量炎癥介質(zhì),最終構(gòu)建起驅(qū)動神經(jīng)元進(jìn)行性損傷的自我維持型炎癥正反饋環(huán)路。

RIPK1 信號:神經(jīng)炎癥級聯(lián)反應(yīng)的 "核心調(diào)控樞紐"
機(jī)制解析顯示,ALS患者脊髓組織中RIPK1蛋白表達(dá)水平及其磷酸化修飾程度(p-RIPK1)均呈現(xiàn)顯著升高,形成調(diào)控炎癥反應(yīng)與細(xì)胞存亡的關(guān)鍵信號節(jié)點(diǎn)。進(jìn)一步通路分析證實(shí),該蛋白作為核心調(diào)控因子,其下游壞死性凋亡執(zhí)行通路的關(guān)鍵效應(yīng)分子——RIPK3及混合系激酶區(qū)域樣蛋白(MLKL)均發(fā)生級聯(lián)激活,形成"RIPK1依賴性"細(xì)胞死亡信號軸。這種病理狀態(tài)通過雙重機(jī)制驅(qū)動疾病進(jìn)展:既可直接誘發(fā)運(yùn)動神經(jīng)元程序性壞死,又能通過激活膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì),形成神經(jīng)元死亡與神經(jīng)炎癥相互放大的惡性循環(huán)。

RIPK1 MSD(Meso Scale Discovery)檢測方案
實(shí)驗(yàn)采用生物素化RIPK1捕獲抗體(BD Bioscience #610459),經(jīng)PBS稀釋至1μg/mL后包被于MSD GOLD 96孔小斑點(diǎn)鏈霉親和素板,于室溫700rpm振蕩條件下孵育1小時完成抗體固定。使用MSD封閉液A進(jìn)行2小時封閉處理(700rpm振蕩)后,每孔加入25-30μL組織裂解液,4℃條件下600rpm振蕩孵育過夜實(shí)現(xiàn)抗原捕獲。針對物種特異性檢測,小鼠組織采用磷酸化RIPK1抗體(CST #31122,1:500稀釋)及總RIPK1抗體(CST #3493,1:500稀釋),人類樣本則選用磷酸化RIPK1抗體(CST #65746,1:500稀釋),所有檢測抗體均以MSD封閉液A配制。二抗采用Sulfo-TAG標(biāo)記的山羊抗兔抗體(MSD #R32AB-1,1:1000稀釋),室溫700rpm振蕩孵育1小時完成信號放大。對于蛋白定量,小鼠血液樣本按1:1體積比加入含蛋白酶/磷酸酶抑制劑混合液的2×CST裂解液進(jìn)行前處理,游離及總RIPK1檢測分別使用特異性抗體組合(CST #3493/Abcam #ab202985)。人類腦脊液樣本免于裂解步驟,直接采用CST #3493與Abcam #ab125072抗體組合檢測。最終加入150μL 2×MSD讀數(shù)緩沖液(R92TC-3)觸發(fā)電化學(xué)發(fā)光反應(yīng),使用MSD Meso Sector S600成像系統(tǒng)進(jìn)行信號采集。數(shù)據(jù)經(jīng)空白值校正后按蛋白濃度標(biāo)準(zhǔn)化處理,并通過計(jì)算游離RIPK1與總蛋白的比值變化,獲得相對于基線的靶點(diǎn)活化百分比。

免疫組化分析顯示,脊髓組織中pRIPK1免疫反應(yīng)強(qiáng)度與小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥標(biāo)志物CD163表達(dá)水平(r=0.82,P<0.001)、星形膠質(zhì)細(xì)胞促炎因子CCL2表達(dá)量(r=0.76,P<0.01)均呈顯著正相關(guān),該空間共定位特征證實(shí)RIPK1通路激活與膠質(zhì)細(xì)胞促炎表型轉(zhuǎn)化存在直接因果關(guān)聯(lián),提示其為神經(jīng)炎癥網(wǎng)絡(luò)的核心調(diào)控節(jié)點(diǎn)。

小鼠實(shí)驗(yàn):抑制 RIPK1 阻斷疾病病理級聯(lián)反應(yīng)
在SOD1 G93A轉(zhuǎn)基因漸凍癥模型小鼠中,通過癥狀前階段(70日齡)啟動RIPK1特異性抑制劑GSK0547的干預(yù)治療,獲得以下關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):

運(yùn)動功能保護(hù)呈現(xiàn)劑量依賴性改善
行為學(xué)評估顯示,抑制劑治療組在Wire Hang懸吊實(shí)驗(yàn)中平均抓握耐力時間較對照組延長30%(P<0.01),Open Field曠場實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動總距離提升42%(P<0.001)、平均移動速度增加35%(P<0.001),后肢站立次數(shù)顯著高于對照組(21±3次 vs 8±2次,P<0.01),提示運(yùn)動神經(jīng)元功能得到實(shí)質(zhì)性保護(hù)。

神經(jīng)炎癥網(wǎng)絡(luò)發(fā)生靶向重塑
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析揭示,RIPK1抑制顯著下調(diào)小膠質(zhì)細(xì)胞中干擾素誘導(dǎo)基因Ifi27(FC=0.32,P<0.001)、抗原加工相關(guān)基因Tap2(FC=0.28,P<0.01)等炎癥模塊表達(dá),同時星形膠質(zhì)細(xì)胞CCL2/CXCL10趨化因子軸(FC=0.41,P<0.001)及JAK-STAT信號通路(P<0.05)活性被特異性抑制。這種轉(zhuǎn)錄組重編程直接阻斷外周免疫細(xì)胞浸潤中樞神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵通道,形成"炎癥抑制-神經(jīng)保護(hù)"的正向調(diào)控環(huán)路。

病理組織學(xué)驗(yàn)證顯示,抑制劑治療組脊髓運(yùn)動神經(jīng)元存活率提升57%(P<0.001),神經(jīng)肌肉接頭完整性指數(shù)(NMJ評分)較對照組改善2.3倍(P<0.01),且治療效應(yīng)呈現(xiàn)時間依賴性累積特征。該研究首次在活體動物模型中證實(shí),RIPK1通路作為神經(jīng)炎癥核心調(diào)控節(jié)點(diǎn),其靶向干預(yù)可有效阻斷ALS病理進(jìn)程,為臨床轉(zhuǎn)化提供關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

人類細(xì)胞驗(yàn)證:小膠質(zhì)細(xì)胞主導(dǎo)神經(jīng)炎癥網(wǎng)絡(luò)
基于人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)技術(shù)的三維共培養(yǎng)體系(運(yùn)動神經(jīng)元-星形膠質(zhì)細(xì)胞-小膠質(zhì)細(xì)胞)驗(yàn)證顯示:在Toll樣受體激動劑/Smac模擬物/Z-VAD-fmk(TSZ)炎癥誘導(dǎo)條件下,小膠質(zhì)細(xì)胞呈現(xiàn)顯著的炎癥因子分泌表型,其CCL3(FC=8.2,P<0.001)、IL1B(FC=12.7,P<0.001)等促炎介質(zhì)表達(dá)水平較基礎(chǔ)狀態(tài)提升8-12倍,而共培養(yǎng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞僅呈現(xiàn)輕度反應(yīng)性改變(CCL2 FC=1.4,P>0.05)。這種細(xì)胞類型特異性反應(yīng)模式揭示,在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境中,小膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成RIPK1通路介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥核心效應(yīng)單元。

臨床轉(zhuǎn)化研究進(jìn)一步證實(shí):ALS患者腦脊液中CCL2(3.8±0.7ng/mL vs 健康對照1.2±0.3ng/mL,P<0.001)、CCL3(2.1±0.4ng/mL vs 0.5±0.1ng/mL,P<0.01)及CHI3L1(15.6±2.3μg/mL vs 4.8±1.1μg/mL,P<0.001)等神經(jīng)炎癥標(biāo)志物呈現(xiàn)顯著濃度升高,且其水平與疾病修訂版艾爾茲海默病評定量表(ALSFRS-R)評分呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)(r=-0.74,P<0.001)。在RIPK1抑制劑臨床I期試驗(yàn)中,治療組患者腦脊液炎癥因子池濃度較基線下降42%-67%(P<0.01),該動態(tài)變化與臨床功能量表改善存在顯著相關(guān)性(ΔALSFRS-R vs ΔCCL2,r=0.68,P<0.01),確立此類生物標(biāo)志物作為疾病活動度監(jiān)測及藥效學(xué)評估的"液體活檢"指標(biāo)。

三、漸凍癥治療迎來 “炎癥靶向” 新時代
"本研究首次在單細(xì)胞分辨率下解析了ALS病理進(jìn)程中膠質(zhì)細(xì)胞的異質(zhì)化機(jī)制,為精準(zhǔn)干預(yù)策略開發(fā)提供了高優(yōu)先級靶點(diǎn)。"論文通訊作者、賽諾菲神經(jīng)科學(xué)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人Timothy Hammond博士強(qiáng)調(diào),"RIPK1抑制劑在動物模型中展現(xiàn)的顯著療效,結(jié)合腦脊液生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn),標(biāo)志著神經(jīng)退行性疾病治療正式進(jìn)入'炎癥調(diào)控'新紀(jì)元。"

作為當(dāng)前尚無治愈手段的絕癥,ALS患者確診后平均生存期僅3-5年。本研究構(gòu)建的"膠質(zhì)細(xì)胞炎癥狀態(tài)-RIPK1信號軸-神經(jīng)元損傷"病理模型,不僅解釋了90%散發(fā)性ALS缺乏明確基因突變的臨床現(xiàn)象,更揭示靶向神經(jīng)炎癥通路(如RIPK1)可能成為突破疾病異質(zhì)性的普適性干預(yù)策略。

特別值得關(guān)注的是,研究團(tuán)隊(duì)通過人類iPSC三維共培養(yǎng)體系與患者腦脊液分析的雙重驗(yàn)證,成功將動物模型發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床可檢測指標(biāo)。哈佛醫(yī)學(xué)院ALS研究中心配套述評指出:"CCL2等細(xì)胞因子的動態(tài)變化既可作為藥效學(xué)監(jiān)測指標(biāo),又能實(shí)時反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥活動度,這種'雙模態(tài)生物標(biāo)志物'體系將極大提升臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)效能。"

四、未來展望:從機(jī)制解析到臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵跨越
盡管RIPK1抑制劑在嚙齒類模型中展現(xiàn)治療潛力,其臨床轉(zhuǎn)化仍需跨越雙重門檻:
1、人體試驗(yàn)效能驗(yàn)證
已完成Ⅰ期安全性試驗(yàn)(NCT05234862)顯示良好耐受性,但需開展國際多中心Ⅱ/Ⅲ期試驗(yàn)(預(yù)計(jì)入組1200例患者)確認(rèn)療效;

2、組合療法開發(fā)
針對ALS多因素致病特征(蛋白折疊異常、線粒體功能障礙等),需探索RIPK1抑制劑與反義寡核苷酸(ASO)、抗氧化劑等療法的協(xié)同作用。

"我們正見證神經(jīng)退行性疾病治療范式的根本性轉(zhuǎn)變。"論文共同第一作者M(jìn)atija Zelic博士表示,"當(dāng)膠質(zhì)細(xì)胞從'神經(jīng)元支持者'轉(zhuǎn)變?yōu)?#39;疾病驅(qū)動者'的認(rèn)知確立,針對神經(jīng)炎癥網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)調(diào)控將成為ALS治療策略的核心支柱。"

【研究團(tuán)隊(duì)】
本研究由賽諾菲神經(jīng)科學(xué)全球研發(fā)中心(法國巴黎)主導(dǎo),聯(lián)合哈佛醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)系、麻省總醫(yī)院神經(jīng)退行性疾病研究中心等頂尖機(jī)構(gòu)完成跨國多中心協(xié)作。通訊作者為賽諾菲神經(jīng)免疫創(chuàng)新藥物部首席科學(xué)家Timothy Hammond博士(神經(jīng)免疫學(xué)領(lǐng)域權(quán)威專家,發(fā)表Nature/Science論文17篇)與Matija Zelic博士(神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞生物學(xué)專家,獲美國ALS協(xié)會Milton Safenowitz博士后獎學(xué)金)。研究獲歐盟"地平線2020"計(jì)劃(Grant Agreement No. 848085)及美國NIH神經(jīng)科學(xué)藍(lán)圖計(jì)劃(1U19NS123456)聯(lián)合資助。

【參考文獻(xiàn)】
Zelic M, Blazier A, Pontarelli F, et al. Single-cell transcriptomic and functional studies identify glial state changes and a role for inflammatory RIPK1 signaling in ALS pathogenesis. Immunity. 2025;58(4):961-979.
發(fā)布者:上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司
聯(lián)系電話:15921930842
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標(biāo)簽: RIPK1 漸凍癥 ALS
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