近日，我院腦病團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Molecular Psychiatry（神經(jīng)科學(xué)、精神病學(xué)、生化與分子生物學(xué)均屬一區(qū)，Top期刊）發(fā)表了題為“Targeting astrocytic CLC2 (CLCN2) restores myelin regeneration through inhibition of SPP1/CD44 signaling pathway in leukoencephalopathy”的研究論文。中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院腦病中心博士研究生楊露為第一作者，彭福華教授、湯常永副研究員、邱偉教授為共同通訊作者。

原文鏈接 ?https://www.nature.com/articles/s41380-025-03159-x

白質(zhì)腦病是一類以腦白質(zhì)內(nèi)髓鞘或膠質(zhì)細(xì)胞受累為主要特征的疾病，包括遺傳性、獲得性及其他不明原因引起的白質(zhì)腦病。盡管目前對(duì)多種獲得性白質(zhì)腦病如多發(fā)性硬化（Multiple sclerosis，MS）、視神經(jīng)脊髓炎譜系疾?。∟euromyelitis optica spectrum disorders，NMOSDs）等的了解和研究已經(jīng)比較全面且深入，但對(duì)于各類遺傳性白質(zhì)腦病的認(rèn)識(shí)還比較局限。CLCN2相關(guān)白質(zhì)腦?。–hloride voltage-gated channel 2 related leukoencephalopathy，CC2L）是一種由CLCN2基因突變致其編碼的電壓門控氯離子通道（Chloride voltage-gated channel 2，ClC-2）異常而引起的白質(zhì)腦病，臨床表現(xiàn)為緩慢發(fā)展的共濟(jì)失調(diào)及認(rèn)知功能下降，部分伴有視力減退。然而，受限于CC2L罕見病例的散在分布、且缺乏理想的動(dòng)物模型，目前中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)ClC-2結(jié)構(gòu)或功能異常與髓鞘病變的關(guān)系及其具體作用機(jī)制仍未明確。因此，該研究探討了ClC-2在少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育及髓鞘修復(fù)中的作用，及其致髓鞘病變的具體作用機(jī)制，并通過(guò)對(duì)該機(jī)制的全面探討與闡釋，篩選了可能的干預(yù)靶點(diǎn)作為CC2L及其他類似的白質(zhì)腦病的潛在治療策略。

1. 星形膠質(zhì)細(xì)胞中的ClC-2影響少突膠質(zhì)前體細(xì)胞的增殖與分化。

通過(guò)轉(zhuǎn)染攜載shCLCN2的慢病毒（Lenti-shCLCN2）降低小鼠原代星形膠質(zhì)細(xì)胞上的CLCN2表達(dá)，并將其與少突膠質(zhì)前體細(xì)胞共培養(yǎng)，可顯著抑制后者的增殖與分化效率。團(tuán)隊(duì)隨后構(gòu)建了人多能誘導(dǎo)干細(xì)胞（hiPSCs）來(lái)源的星形膠質(zhì)細(xì)胞（iASTs），通過(guò)shCLCN2轉(zhuǎn)染降低其CLCN2表達(dá)，發(fā)現(xiàn)CLCN2下調(diào)的iASTs來(lái)源的條件培養(yǎng)基同樣顯著抑制了少突膠質(zhì)前體細(xì)胞的增殖與分化。

圖1? 星形膠質(zhì)細(xì)胞中ClC-2對(duì)少突膠質(zhì)前體細(xì)胞增殖、分化的影響

2. 星形膠質(zhì)細(xì)胞中的ClC-2影響髓鞘修復(fù)及白質(zhì)功能

為明確星形膠質(zhì)細(xì)胞中的ClC-2在髓鞘發(fā)育、修復(fù)及白質(zhì)功能中的作用，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性CLCN2基因敲除鼠（CLCN2^flox/flox;ALDH1L1-CreERT，后續(xù)記為CLCN2^f/f cKO），結(jié)果顯示，CLCN2敲除可顯著影響少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞的增殖、分化效率及髓鞘結(jié)構(gòu)，并影響了脫髓鞘CLCN2^f/f cKO小鼠的認(rèn)知功能。

圖2? 星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性CLCN2敲除在髓鞘再生和白質(zhì)功能中的作用

3. ClC-2異常星形膠質(zhì)細(xì)胞影響少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞發(fā)育和髓鞘再生的機(jī)制

該研究通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白質(zhì)譜測(cè)序，發(fā)現(xiàn)CLCN2表達(dá)降低的iASTs出現(xiàn)顯著基因表達(dá)變化?；谏偻荒z質(zhì)前體細(xì)胞及器官型腦片的體外培養(yǎng)模型，團(tuán)隊(duì)明確了過(guò)量的星形膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)源的分泌型磷蛋白1（Secreted phosphoprotein 1，SPP1）是影響少突膠質(zhì)前體細(xì)胞增殖與分化的關(guān)鍵蛋白，并影響脫髓鞘后的髓鞘修復(fù)。隨后，通過(guò)靶向降低CLCN2^f/f cKO小鼠中異常表達(dá)的SPP1，并誘導(dǎo)局部脫髓鞘，結(jié)果提示靶向下調(diào)SPP1可明顯恢復(fù)CLCN2^f/f cKO小鼠脫髓鞘后的少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞募集及髓鞘再生能力，并相應(yīng)地改善其認(rèn)知功能。進(jìn)一步通過(guò)基因表達(dá)調(diào)控或藥理拮抗SPP1的下游受體CD44，可對(duì)少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞募集及髓鞘再生能力起到類似的改善作用。這表明，異常高表達(dá)SPP1是由星形膠質(zhì)細(xì)胞中CLCN2的變化導(dǎo)致，并通過(guò)作用于少突膠質(zhì)前體細(xì)胞上的CD44受體影響其正常功能及髓鞘結(jié)構(gòu)的維持。

圖3? 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序及蛋白質(zhì)譜測(cè)序

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4. CC2L-iPSCs來(lái)源的星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞發(fā)育的影響

為明確CC2L相關(guān)髓鞘病變的具體作用機(jī)制，團(tuán)隊(duì)將CC2L患者尿液上皮細(xì)胞誘導(dǎo)為iPSCs（CC2L-iPSCs），并將其進(jìn)一步誘導(dǎo)分化為iASTs。結(jié)果顯示，CC2L-iPSCs來(lái)源的iASTs同樣出現(xiàn)了異常的SPP1表達(dá)上調(diào)，CC2L-iASTs來(lái)源的條件培養(yǎng)基顯著抑制了少突膠質(zhì)前體細(xì)胞的增殖與分化。而下調(diào)CC2L-iASTs中SPP1的異常表達(dá)可有效減弱其對(duì)少突膠質(zhì)前體細(xì)胞增殖與分化功能的抑制，這表明SPP1異常表達(dá)可能是引起CC2L相關(guān)髓鞘病變的重要原因，靶向SPP1或其下游受體的干預(yù)措施可改善CC2L相關(guān)少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞發(fā)育障礙，并可能作為改善CC2L相關(guān)白質(zhì)病變的有效治療手段。

圖4? 人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來(lái)源的星形膠質(zhì)細(xì)胞分化體系

該研究全面探討了星形膠質(zhì)細(xì)胞ClC-2參與少突膠質(zhì)譜系細(xì)胞發(fā)育及髓鞘修復(fù)的機(jī)制，及其在ClC-2相關(guān)髓鞘病變與多種不同白質(zhì)腦病中存在的普適規(guī)律。通過(guò)CC2L-患者特異的iPSC明確了相應(yīng)機(jī)制在CC2L致病中的作用，為CC2L及類似白質(zhì)腦病的機(jī)制研究和靶向干預(yù)治療提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。