拉斯维加斯lswjs0567官方网站邱伟/汤常永团队与赛莱拉干细胞研究院陈海佳/苏国辉团队发现: MSCs改善NMOSD的运动功能障碍的分子机制

发布人:精神与神经疾病研究中心 发布日期:2024-01-23

视神经脊髓炎谱系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorders,NMOSD)是一种免疫介导的中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病。2018年被纳入国家首批罕见病目录。NMOSD患者复发率及致残率高,给个人、家庭及社会带来沉重的负担,然而目前临床治疗基于免疫抑制为主,相对单一,对于改善相关运动功能障碍效果相对较差。因此,开辟新的NMOSD治疗策略尤为重要。

近日,拉斯维加斯lswjs0567官方网站脑病中心邱伟/汤常永团队联合广东省赛莱拉干细胞研究院陈海佳/苏国辉团队Nature旗下期刊npj Regenerative Medicine(中科院一区)发表题为“hUC-MSCs-derived MFGE8 ameliorates locomotor dysfunction via inhibition of ITGB3/ NF-κB signaling in an NMO mouse model”的研究论文。该研究通过NMOSD细胞和动物模型等多种实验方法多层次证实了AQP4-IgG能够激活反应性星形胶质细胞,进而释放大量NF-κB相关通路的炎症因子,导致脊髓运动神经元的损伤,而一种来源于人脐带间充质干细胞(Human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)的多效抗炎因子MFGE8可通过抑制ITGB3/ NF-κB信号通路,减少炎症因子释放,保护脊髓运动神经元,改善运动功能障碍。

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 研究概况

hUC-MSCs条件培养基有效抑制星形胶质细胞反应性激活,并减少NF-κB信号通路下游炎症因子释放:该研究首先利用RT-qPCR证实了AQP4-IgG能够刺激星形胶质细胞增加NF-κB相关炎症因子的表达,通过多重免疫荧光实验,进一步证实AQP4-IgG刺激星形胶质细胞内的NF-κB(p65)活化入核。而hUC-MSCs分泌性条件培养基能够有效阻止NF-κB活化入核,进而减少NF-κB相关炎症因子的释放(图1)。

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△图1

hUC-MSCs有效改善NMOSD全身模型小鼠的运动功能障碍:通过构建NMO全身模型小鼠,使用疲劳转棒试验与步态分析试验评估其运动功能。实验发现,经hUC-MSCs尾静脉注射干预治疗后,NMO全身模型小鼠的运动功能障碍得到明显改善,脊髓运动神经元loss减少,NF-κB信号通路激活和炎症因子释放得到抑制(图2)。

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△图2

hUC-MSCs分泌的MFGE8能有效抑制NF-κB相关炎症因子释放,并改善NMO相关运动功能障碍:前期数据分析表明MFGE8为hUC-MSCs分泌的关键因子之一,临床检测表明NMOSD患者内源性MFGE8明显减少。通过外源性MFGE8补充干预,NMO全身模型小鼠的运动功能障碍也能得到明显改善(图3)。

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△图3

敲降hUC-MSCs中的MFGE8,NMO相关运动功能障碍未能得到改善:通过慢病毒敲降hUC-MSCs中的MFGE8,发现经敲降的hUC-MSCs并不能改善NMO全身模型小鼠的运动功能障碍和抑制NF-κB信号通路通路活性(图4)。

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△图4

MFGE8通过结合αvβ3(ITGB3)受体,抑制NF-κB促炎信号通路:MFGE8能与生物素受体家族相结合,免疫荧光证实ITGB3主要表达在星形胶质细胞上,通过免疫共沉淀证实MFGE8增强了ITGB3-p65相互作用,进而减少NF-κB活化入核,而Cilengitide(ITGB3受体抑制剂)则可阻断这一过程(图5)。

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△图5

 

研究意义

该研究首次证实了来源于hUC-MSCs的MFGE8为改善NMO全身模型小鼠相关运动功能障碍的关键因子。MFGE8能有效抑制星形胶质细胞反应性激活,减少促炎通路NF-κB激活,进而保护脊髓运动神经元loss。该研究结果不仅深入阐明了NMO相关运动功能障碍的新机制,也为NMOSD的治疗新方法提出新的研究靶点。

 

研究团队

徐辉明博士、姜维博士后、李学家博士为共同第一作者,邱伟教授、汤常永副研究员、陈海佳研究员为共同通讯作者。该研究得到了广东省赛莱拉干细胞研究院苏国辉院士,中国科学院遗传研究所郭伟翔、吴青峰,清华大学崔亚雄,美国布朗大学Alvin Huang等教授的指导。同时,该研究得到了拉斯维加斯lswjs0567官方网站医学部韩晓燕主任及丘秀生等管理员的支持与帮助。