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神经元pSTAT1信号通路:揭示细胞内抗原自身免疫性脑炎突触病理的新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月26日 来源:Acta Neuropathologica 9.3
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为解决自身免疫性脑炎(AE)中神经元损伤机制不明的问题,日内瓦大学团队通过多中心队列研究,首次揭示细胞内抗原靶向的AE(IC-AE)具有独特的神经元pSTAT1信号激活特征,伴随CD8+ TRM细胞浸润和GPNMB+吞噬细胞介导的突触清除。该研究发表于《Acta Neuropathologica》,为区分IC-AE与神经元表面抗原AE(NS-AE)提供了生物标志物,并为靶向干预提供新思路。
论文解读
在神经免疫学领域,自身免疫性脑炎(AE)因其复杂的发病机制和显著的临床异质性备受关注。这类疾病根据靶抗原位置可分为针对神经元表面抗原(NS-AE)和细胞内抗原(IC-AE)两大类,前者如抗NMDAR脑炎预后较好,而后者如抗Yo/Ma2相关脑炎致死率高达90%。尽管已知CD8+ T细胞在IC-AE中起关键作用,但驱动神经元损伤的具体分子机制仍是未解之谜。更棘手的是,约30%的AE患者无法检测到自身抗体,临床诊断和治疗面临巨大挑战。
为破解这一难题,来自瑞士日内瓦大学、洛桑大学医院等15个国际机构的研究团队组建了迄今最大规模的AE脑组织队列(IC-AE 12例,NS-AE 8例),通过多组学分析揭示了IC-AE特有的"神经元pSTAT1信号轴"。研究发现,IC-AE患者脑组织中STAT1通路相关蛋白在脑脊液显著富集,神经元核内磷酸化STAT1(pSTAT1)表达水平较NS-AE升高100倍,且与CD8+ T细胞浸润密度呈正相关。这些T细胞86%呈现组织驻留记忆表型(TRM),高表达CD103、CD69和颗粒酶B(GZMB),形成长期驻留的细胞毒性微环境。
研究采用多项关键技术:1)多中心样本整合(来自瑞士、法国、美国等8个生物样本库);2)转录组与蛋白质组联合分析(RNAscope检测ISG15/B2M表达);3)高plex免疫荧光(同时标记CD8/CD103/CD69等TRM标志物);4)三维成像量化突触吞噬(Imaris软件重建IBA1+吞噬细胞内synaptophysin+CD68+囊泡);5)纵向MRI分析(SPM12处理HSV感染后AE的灰质萎缩)。
主要发现
pSTAT1信号特征
通过比较小鼠病毒性脑炎模型与人类IC-AE的转录组,发现STAT1通路是共同枢纽。免疫染色显示pSTAT1+神经元在IC-AE中成簇分布,且与ISG15/B2M表达共定位,证实了神经元内在的干扰素应答。
TRM细胞主导浸润
CD8+ T细胞密度在IC-AE达84.4个/mm2,显著高于NS-AE(6.9个/mm2)。这些细胞具有CD69+CD103+BCL2+的TRM特征,可能通过IFN-γ持续激活STAT1通路。
突触清除的双模式机制
IC-AE中GPNMB+吞噬细胞通过非补体途径(C3阴性)吞噬突触,而NS-AE依赖补体C3标记。在1例HSV感染后抗NMDAR脑炎中,尽管存在抗体,仍表现出IC-AE样病理(pSTAT1+/TRM+/C3-),解释了其不良预后。
治疗抵抗性
即使接受利妥昔单抗或多线免疫治疗,IC-AE的TRM细胞仍持续存在,而糖皮质激素可部分减少GPNMB+细胞,提示需开发靶向TRM的新策略。
结论与意义
该研究首次建立IC-AE的分子病理分型标准:神经元pSTAT1信号、TRM细胞浸润和补体非依赖的突触清除。这不仅解释了为何抗体检测阴性的AE患者可能具有IC-AE特征(如STAT1通路蛋白可作为替代标志物),还为临床提供了三个干预靶点:1)阻断IFN-γ-pSTAT1轴(如JAK抑制剂);2)清除TRM细胞(抗CD103抗体);3)调节吞噬细胞活性。特别值得注意的是,部分NS-AE(如AMPAR抗体脑炎)也可能出现T细胞主导的病理,这挑战了现有分类体系,提示需结合免疫组化进行精准分型。
这项由Doron Merkler和Renaud Du Pasquier领衔的研究,为理解AE的异质性开辟了新视角。未来,针对pSTAT1通路的PET成像或脑脊液检测有望实现活体诊断,而联合靶向先天与适应性免疫的治疗方案或能改善IC-AE患者的生存率。正如研究者所言:"当抗体沉默时,神经元仍在诉说免疫攻击的故事——而pSTAT1正是这种语言的关键词汇。"
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