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背景
多发性硬化(MS)是一种神经退行性疾病，其中脱髓鞘和轴突损伤的中枢神经系统导致终身残疾。MS患者的活动性病变有免疫细胞的积聚，产生促炎细胞因子和自由基，从而导致病理性改变。在健康的中枢神经系统中，富含脂质的髓鞘包裹轴突，以帮助电脉冲传导和提供代谢支持。在MS中，病变中的髓鞘碎片需要小胶质细胞等吞噬细胞清除。由于自由基可在体外氧化髓鞘，MS病变中的髓鞘碎片可发生过氧化反应，生成氧化磷脂酰胆碱(OxPCs)。在非中枢神经系统疾病如非酒精性脂肪性肝炎、动脉粥样硬化和肺损伤中，OxPCs会促进细胞死亡，加重炎症和损伤。虽然在MS患者的大脑和脑脊液中分别发现了OxPCs和OxPCs反应性抗体，MS中OxPCs的形成被视为氧化应激的标志物。但OxPCs在MS中是否具有*性尚不清楚。
简介
年2月18日，来自加拿大卡尔加里大学霍奇基斯脑研究所的V.WeeYong及其团队在NatNeurosci(IF:20.)杂志上发表名为Oxidizedphosphatidylcholinesfoundinmultiplesclerosislesionsmediateneurodegenerationandareneutralizedbymicroglia的研究[1]。
主要结果
为了证实多发性硬化脑病变中存在内源性OxPC沉积，用E06抗体标记了多发性硬化患者的冷冻脑切片，E06抗体与OxPC的磷酸胆碱头基结合。切片中还分别对免疫细胞以及小胶质细胞和巨噬细胞(小胶质细胞/巨噬细胞)进行CD45和IBA1染色。与非病变正常白质(NAWM)相比，6个MS脑的脱髓鞘病变区域有明显的E06+物质沉积，接近CD45+细胞(图1a，b)。虽然与病变相比，NAWMCD45+细胞的百分比因疾病活动程度而有所不同(图1c)，但NAWMCD45+细胞的形态大部分呈分支状，而在病变中呈阿米巴样，后者结果提示细胞活化效应(图1a)。此外，大部分E06+免疫荧光与CD45+信号重叠(图1d)。
图1.MS病变中与OxPC沉积相关的免疫细胞
体外实验表明OxPCs对神经元和少突胶质细胞有*害作用。为了确定OxPC沉积是否会影响神经元和少突胶质细胞，以此作为神经退行性改变的衡量标准，将两种纯化的OxPC(POVPC和PAzePC)的效果与非氧化二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)进行了比较。溶血卵磷脂(LPC)是部分磷脂酰胆碱水解的产物，通过其洗涤剂特性产生脱髓鞘作用，被用作细胞死亡的阳性对照。用钙*绿素-AM、Hoechst染料和碘化丙锭(PI)预标记的小鼠原代神经元，经过赋形剂乙醇或M的DPPC、POVPC、PAzePC或LPC处理，每20min成像一次，持续4h。虽然用乙醇媒介物对照和非氧化DPPC处理的神经元在4h内保持存活，但在POVPC、PAzePC或LPC处理后，神经元的存活率降低，表现为钙*绿素-AM+细胞的损失和PI+细胞核的增加(图2a)。
图2.体外OxPCs对小鼠、人原代神经元和少突胶质细胞的杀伤作用
小胶质细胞/巨噬细胞在病变中积聚内源性OxPC。在POVPC诱导的腹侧WM病变中，少突胶质细胞和轴突密度降低(图3)，而在第3天和第7天，IBA1+小胶质细胞/巨噬细胞的数量显著性增加(图4a，f)。同时检测到与PBS对照组或注射POVPC的第1和第3天相比，病变第7天的E06+OxPCs水平显著性升高(图4a、d、e)。这一观察结果表明，外源性OxPC应用后，病变中形成内源性OxPC，这一结论得到了POVPC注射后第3天和第7天TUJ1+轴突周围E06+OxPC检测增加的支持(图4c)。
图4.小胶质细胞/巨噬细胞在受损的腹侧SCWM中与OxPCs聚集，OxPCs的抗体中和限制了神经退行性改变
小胶质细胞在体外保护神经元免受OxPC*性。由于小胶质细胞/巨噬细胞位于体内OxPC沉积区域，因此确定它们是否具有保护或促损伤的功能非常重要。为了验证这一点，在存在或不存在IBA1+小鼠原代小胶质细胞的情况下培养TUJ1+原代小鼠神经元，用乙醇载体对照、非氧化DPPC对照、LPC阳性对照、POVPC或PAzePC处理。24小时后，小胶质细胞并没有改变用乙醇处理的神经元或DPPC对照的神经元活力，更重要的是，保护神经元免于在对POVPC、PAzePC和LPC的反应中死亡(图5a，b)。此外，在POVPC处理24H后，小胶质细胞阻止了神经元中裂解的caspase-3累积的增加(图5c，d)。
图5.OxPC对小鼠离体神经元的*性是通过小胶质细胞介导的摄取来阻止的
结论及展望
如果对慢性神经退行性改变的介质没有很好的了解，就很难阻止多发性硬化。本研究证明了在脱髓鞘MS病变中发现的OxPCs在体外具有神经*性，并且它们沉积到小鼠SCWM中会诱导星形胶质细胞、少突胶质细胞和轴突丢失以及脱髓鞘。注射ATP或IL-1β后OxPC沉积提示早期炎症介质可能促进CNS脂质过氧化反应。小胶质细胞/巨噬细胞是对OxPC损伤做出反应的主要免疫细胞，scRNA-seq分析表明它们具有高度异质性。小胶质细胞的缺失加剧了OxPC*性，这表明它们通过介导OxPC清除(至少部分通过TREM2表达)对限制神经退行性改变的重要性。
总之，我们的研究结果表明OxPCs是一种新婞的、未被充分认识的神经退行性改变的介质，可由内源性炎症介质产生，并可被表达小胶质细胞和巨噬细胞的TREM2清除。未来研究可着眼于如何增强小胶质细胞和巨噬细胞对OxPCs的吞噬功能，可能揭示预防MS神经退行性改变的新途径。
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