多發性硬化是一類常見的中樞神經系統退行性疾病,主要伴隨著少突膠質細胞的減少以及脫髓鞘作用。雖然目前對于多發性硬化的研究有很多,但少突膠質細胞的減少的機制目前依然不清楚。由于少突膠質細胞的死亡會引起髓磷脂的減少以及神經軸突的退化,從而造成不可避免的神經退化,從而對少突膠質細胞死亡機制的探索有助于我們為多發性硬化患者提供臨床上的治療方法。最近,哈佛大學醫學院Junying Yuan研究組在《cell report》雜志發表了他們對于少突膠質細胞死亡的機制的研究。
首先,為了研究患者病灶組織中少突膠質細胞死亡的原因,作者分析了患者樣本中caspase 8的激活情況。意想不到的是,相比于同齡對照組樣本,多發性硬化患者樣本中caspase P18亞基的水平明顯下降,而相應的未成熟的pro-caspase 8的含量明顯上升。這說明患者皮層組織中caspase 8 的活性受到了抑制。由于皮層組織中caspase 8的活性主要集中在小神經膠質細胞中,而caspase 8的活化很可能會引起炎癥反應與細胞壞死信號。因此,作者猜想可能患者的小神經膠質細胞啟動了壞死程序。
之后,作者通過microarray的手段分析了患者與對照樣本中基因的表達情況。結果顯示,在它們分析的基因中有大部分上調的基因都參與了細胞壞死的信號轉導。作者通過WB的方法檢測了患者樣本與對照樣本中參與細胞壞死調控的關鍵蛋白RIPK1,RIPK3的磷酸化情況。結果顯示:患者樣本中兩類蛋白質均有明顯的磷酸化,即活化的標志,而相比之下對照組則沒有明顯的磷酸化情況。此外,作者還發現患者樣本中RIPK3與RIPK1具有明顯的相互作用,這也是它們發揮功能的必要步驟。另外,作者還發現RIPK3相互作用的蛋白MLKL,也是執行細胞壞死信號的關鍵因子,在患者樣本中發生了明顯的多聚化。 以上實驗結果證明多發性硬化患者病灶組織中發生了細胞壞死現象。
為了證明RIPK1與RIPK3參與的信號在體內調控了少突細胞的死亡,作者利用了cuprizone建立的小鼠少突細胞脫髓鞘模型。作者發現在供藥一段時間后,小鼠少突細胞中出現了RIPK1的上調。之后會發生不依賴于caspase的細胞死亡現象。在此基礎上,如果加入RIPK1的抑制劑,則能夠有效抑制少突細胞的死亡。之后,作者比較了野生型小鼠與RIPK3-/-小鼠在cuprizone刺激下的反應,結果顯示:突變體小鼠對抗cuprizone表現出較強的抵抗能力。
最后,作者利用小鼠腦膜炎病毒模型進行體內實驗,發現RIPK1抑制劑能夠有效緩解少突細胞的壞死,而且RIPK1 抑制劑也能夠在體外抑制TNF-a引起的少突細胞壞死。
綜上,作者通過一系列實驗證明了多發性硬化患者中少突細胞壞死的現象與信號調控過程,為以后該方面的臨床治療提供了新的線索。
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