2024年3月20日,卡罗琳斯卡学院Goncalo Castelo-Branco、斯德哥尔摩大学Mats Nilsson、卡罗琳斯卡学院Petra Kukanja、斯德哥尔摩大学Christoffer M. Langseth共同通讯在Cell发表题为Cellular architecture of evolving neuroinflammatory lesions and multiple sclerosis pathology的文章,深入研究了多发性硬化的时空细胞动力学。
作者的一个关键发现是EAE中全面的时空细胞图谱,捕捉了炎症病理的初始阶段,并构建了病变进化的时间定义的细胞图谱。这种方法可以识别不同的病理区室,揭示多发性硬化病变的动态性质及其随时间的演变。ISS技术将高灵敏度CartaNA kit与空间转录组学相结合,解析了EAE中的细胞群体和状态,提供了对不同炎症环境反应的细胞景观的详细视图。这包括疾病相关(DA)-胶质细胞的鉴定,发现其独立于病变诱导并在病程中动态变化。
该研究还阐明了炎症细胞环境的时间和跨区域图,表明EAE病变以离心辐射样(centrifugal)方式传播。这一发现表明,多发性硬化症病变的进展在整个中枢神经系统(CNS)中并不均匀,而是遵循离心进展模式。此外,这项研究发现了特定脊髓解剖结构和脊髓束对EAE的脆弱性,表明某些区域更容易发生病变,而解决炎症的效率较低。这些知识可以为未来旨在减少病变形成和慢性的治疗策略提供信息。
这项研究还揭示了成分驱动的跨区域和疾病时间点的病理分区识别,揭示了多发性硬化症病变及其分区的复杂性。脑免疫浸润区(bIC)被确定为早期脑病理的标志,突出了免疫浸润在多发性硬化症发病机制中的重要性。脊髓损伤区室的差异组成和空间分布是该研究的另一个重要方面。该研究表明,晚期EAE的病变受到胶质增生的影响,并提示了正在进行的纤维瘢痕形成。
此外,该研究表明,DA胶质细胞标志着全局的、与病变无关的病理,表明DA胶质细胞状态的诱导和病变的形成可以独立发生。这一发现强调了DA胶质细胞在多发性硬化症病因和进展中的重要性,并表明它们可能在有害和保护机制中发挥双重作用。该研究还探讨了在晚期病变中稳态和DA OLG的重建,表明少突胶质细胞具有重建稳态的显著能力。这一观察结果可能对多发性硬化症的髓鞘再形成和恢复过程有意义。最后,该研究将空间ISS与scRNA-seq相结合,以推断配体-受体的相互作用,揭示了参与DA胶质细胞出现、维持或功能调控的潜在分子途径。这种方法增强了我们对MS中免疫细胞和神经胶质细胞群体之间复杂相互作用的理解。
总的来说,这项研究全面了解了多发性硬化症病变的细胞结构及其演变,为多发性硬化的病理生理学和潜在的治疗靶点提供了有价值的见解。