神经元 Slit1 信号轴：缺氧性脑白质损伤修复的新希望

《Cell Reports》：A neuronal Slit1-dependent program rescues oligodendrocyte differentiation and myelination under chronic hypoxic conditions

该研究揭示神经元 Slit1 通过 Robo2-srGAP1-RhoA 信号轴调控少突胶质细胞分化，为缺氧性脑白质损伤治疗提供新靶点。

　　### 研究背景与意义
早产引发的新生儿缺氧性脑白质损伤（WMI）是一个严峻的全球健康问题，每年约有 1500 万新生儿受其影响，其中部分患儿会出现长期神经功能障碍，如运动和认知残疾。髓鞘由成熟少突胶质细胞（OLs）产生，在神经信号传导中起关键作用。而 WMI 中 OLs 成熟停滞，导致髓鞘形成不足，这一过程与神经元密切相关，但神经元在其中的具体作用机制尚不清楚。本研究聚焦于神经元 Slit1 依赖的信号通路，旨在揭示其在缺氧性髓鞘发育不良中的作用，为治疗早产婴儿缺氧性 WMI 提供新的潜在靶点。

Slit1 在缺氧神经元中的特异性上调

慢性缺氧是导致 WMI 的重要因素，会抑制髓鞘形成并引发长期神经功能缺陷。研究人员通过对慢性缺氧小鼠模型（出生后 3 - 10 天暴露于 10% O₂）和经历窒息新生儿的脑裂解物进行研究，发现缺氧后多个脑区的髓鞘碱性蛋白（MBP）表达显著降低，且这种低髓鞘化缺陷持续存在，同时小鼠出现运动和认知障碍。

通过定量蛋白质组学分析，研究人员发现缺氧后 Slit - Robo 通路相关成分上调，其中 Slit1 在神经元中显著上调，且在多种神经元亚型中均有表达。进一步研究表明，Slit1 的上调受转录因子 Nkx2.2 的调控，Nkx2.2 在缺氧后表达增加，与 Slit1 启动子结合增强其转录。

Slit1 对缺氧环境下髓鞘形成的重要性

研究人员利用 Slit1 基因敲除（Slit1KO）小鼠模型研究 Slit1 在髓鞘形成中的作用。在正常发育过程中，Slit1KO 小鼠与野生型（WT）小鼠相比，在大脑大小、脑体积、脑重量、MBP 表达、髓鞘化轴突数量、OLs 和少突胶质前体细胞（OPCs）数量等方面均无明显差异，表明 Slit1 对正常发育髓鞘形成并非必需。

然而，在慢性缺氧环境下，Slit1KO 小鼠的低髓鞘化表型明显加重，多个脑区的 MBP 表达进一步降低，成熟 OLs 数量减少，而 OPCs 数量不受影响。这表明在缺氧条件下，神经元表达的 Slit1 对促进 OPC 分化和髓鞘形成至关重要。此外，特异性敲除神经元中的 Slit1（Slit1cKO）同样加剧了缺氧诱导的低髓鞘化和 OL 成熟停滞，进一步证实了神经元 Slit1 在缺氧性髓鞘形成中的关键作用。

缺氧神经元通过 Slit1 促进 OPC 分化

为探究 Slit1 对 OLs 的直接作用，研究人员进行了一系列实验。他们发现缺氧状态下，原代神经元条件培养基中 Slit1 蛋白水平增加，添加重组 Slit1 蛋白可促进原代 OPCs 的髓鞘基因表达，且能逆转缺氧对髓鞘基因表达的抑制作用。

通过 Transwell 实验，研究人员发现野生型神经元能促进 WT OPCs 分化，而Slit1KO 小鼠神经元的促进作用较弱。此外，缺氧可增强野生型神经元对 OPC 分化的促进作用，表明缺氧神经元可通过分泌 Slit1 直接诱导髓鞘形成。

Slit1 在少突胶质细胞中的信号通路

Slit1 通过与 Robo 受体结合激活下游信号。研究发现，在 OPCs 中，Robo2 是 Slit1 发挥功能的关键受体，敲低 Robo2 可减弱 Slit1 对髓鞘基因转录的促进作用，而过表达 Robo2N（Robo2 的细胞外结构域，可竞争性抑制 Slit/Robo 信号）则阻断了 Slit1 对 OPC 分化的促进作用。在体内，特异性敲除 OL 谱系中的 Robo2（Robo2cKO）导致 MBP 表达受损和成熟 OLs 减少，进一步证实了 Robo2 在 OL 成熟中的重要性。

进一步研究发现，Slit1 激活 Robo2 后，通过调节 srGAP1 - RhoA 信号通路促进 OPC 分化。敲低 srGAP1 抑制了髓鞘基因表达和 Slit1 对 OPC 分化的促进作用，而同时敲低 srGAP1 和 RhoA 可恢复髓鞘相关基因表达和 OPC 分化。此外，缺氧可激活 OPCs 中的 RhoA，而重组 Slit1 蛋白可部分降低其活性，表明 Slit1 通过 Robo2 - srGAP1 - RhoA 信号轴促进 OPC 分化。

靶向 RhoA 改善缺氧性髓鞘损伤和行为缺陷

鉴于 Slit1 在缺氧性髓鞘形成中的重要作用及其下游信号通路，研究人员尝试通过药物靶向 RhoA 来改善缺氧性髓鞘损伤。RhoA 抑制剂 CCG - 1423 在体外可促进 OPC 分化，在体内能增加缺氧小鼠多个脑区的 MBP 表达和成熟 OLs 数量，且不影响 OPCs、微胶质细胞和神经元的数量。

此外，CCG - 1423 治疗还能挽救缺氧导致的突触密度降低，并改善缺氧小鼠的运动和认知功能，表明靶向 RhoA 可有效改善缺氧性髓鞘损伤和行为缺陷。

藏族人群中 Slit1 基因的适应性变化

慢性缺氧是高海拔地区居民面临的严峻环境挑战，藏族人群在长期进化中对缺氧环境产生了遗传适应。研究人员对藏族人群进行自然选择分析，发现SLIT1基因的一个内含子变异（rs532181257）在藏族人群中呈现显著的适应性信号，该变异位于大脑下颞叶和前尾状核的活性增强子区域，与其他全球人群的频率差异显著。

通过荧光素酶报告基因实验证实，携带该变异衍生等位基因的增强子具有更强的激活活性，且这种激活作用依赖于 Nkx2.2。这表明该变异可能通过增强 Slit1 表达，在维持人类缺氧条件下的白质完整性中发挥重要作用。

研究讨论

本研究揭示了神经元 Slit1 在缺氧性髓鞘形成中的关键作用及其分子机制。虽然 Slit1 对正常发育髓鞘形成并非必需，但在缺氧条件下，它通过 Robo2 - srGAP1 - RhoA 信号轴促进 OPC 分化，对维持白质完整性至关重要。

此外，研究还发现藏族人群中 SLIT1基因的适应性变异，为理解人类对缺氧环境的遗传适应提供了新视角。然而，本研究也存在一定局限性，如未探究其他 Slit 家族成员在体内髓鞘形成中的作用，以及分泌的 Slit1 对其他表达 Robo 受体细胞的影响等。未来研究可进一步深入探讨这些问题，为缺氧性 WMI 的治疗提供更全面的理论基础和潜在靶点。