深圳子科生物報(bào)道：多發(fā)性硬化癥是一類以中樞神經(jīng)脫髓鞘損傷為病變基礎(chǔ)的神經(jīng)炎癥性免疫疾病，全球約有250多萬(wàn)名患者，是青壯年致殘性神經(jīng)疾病之一。大量研究表明，T細(xì)胞在發(fā)病過(guò)程中的異常激活對(duì)疾病的發(fā)生發(fā)展具有關(guān)鍵作用。因此，深入了解多發(fā)硬化癥T細(xì)胞異常激活背后的免疫細(xì)胞分子事件對(duì)理解該病發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)理，進(jìn)而開(kāi)發(fā)有效診治方法具有重要意義。

近期，南京醫(yī)科大學(xué)楊碩教授課題組和南京中醫(yī)藥大學(xué)胡剛教授和王冰微教授課題組合作在著名免疫學(xué)期刊Journal of Experimental Medicine上發(fā)表了題為“Gasdermin D in peripheral myeloid cells drives neuroinflammation in experimental autoimmune encephalomyelitis”的文章，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞焦亡效應(yīng)分子GSDMD蛋白在模擬多發(fā)性硬化癥發(fā)病的實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎（EAE）小鼠中，能夠通過(guò)介導(dǎo)外周髓系細(xì)胞炎性死亡，引發(fā)炎癥微環(huán)境形成，進(jìn)而促進(jìn)T細(xì)胞在外周淋巴器官中的激活和分化，加劇疾病的發(fā)展，當(dāng)給予細(xì)胞焦亡抑制劑后可顯著緩解小鼠多發(fā)硬化癥臨床癥狀。文章的通訊作者為南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院楊碩教授。

相對(duì)于其他的細(xì)胞程序性死亡形式，細(xì)胞焦亡是近年來(lái)才被發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域。1992年，有科學(xué)家觀察到Caspase-1介導(dǎo)程序性細(xì)胞死亡，其形態(tài)上區(qū)別于細(xì)胞凋亡。直到2015，Gasdermin D作為Caspase-1和Caspase-11的切割靶點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)，這時(shí)細(xì)胞焦亡效應(yīng)才為人所知。大量研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞焦亡與心血管疾病、腫瘤、糖尿性腎病等疾病密切相關(guān)。

Gasdermin D（GSDMD）是介導(dǎo)細(xì)胞焦亡（炎性死亡）關(guān)鍵效應(yīng)分子，被稱為“細(xì)胞焦亡執(zhí)行者”，在炎癥反應(yīng)過(guò)程中有著重要作用。這項(xiàng)研究揭示了GSDMD蛋白在模擬多發(fā)性硬化癥發(fā)病的實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎小鼠中的作用。

實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)是一種以中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)小血管周?chē)鷨蝹€(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)及髓鞘脫失為特征的自身免疫性疾病，是研究人類脫髓鞘疾病MS的理想動(dòng)物模型。

為了研究GSDMD在MS疾病發(fā)病機(jī)制中的作用，研究人員首先檢測(cè)其在EAE小鼠模型的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）、脾和淋巴結(jié)中的表達(dá)水平。

免疫印跡分析表明，相對(duì)于未處理的小鼠，EAE誘導(dǎo)的小鼠CNS和外周淋巴器官中GSDMD和caspase-1/11的表達(dá)和切割在高峰期顯著增加，這表明由GSDMD介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡確實(shí)參與了這種疾病。免疫組織化學(xué)分析進(jìn)一步證實(shí)了GSDMD在EAE CNS中的高水平表達(dá)，并且它特別集中在脊髓的病變區(qū)域。

有趣的是，GSDMD的陽(yáng)性染色在對(duì)照小鼠的CNS中幾乎檢測(cè)不到。此外，大多數(shù)高表達(dá)GSDMD和caspase-11的細(xì)胞在脊髓損傷邊緣的擴(kuò)張毛細(xì)血管附近被檢測(cè)到，如內(nèi)皮標(biāo)記物CD31，這表明這些GSDMD陽(yáng)性細(xì)胞可能代表從外周募集的細(xì)胞。

這些數(shù)據(jù)表明GSDMD介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡與EAE發(fā)展有關(guān)，并且其在CNS中的活化可能源自浸潤(rùn)的外周細(xì)胞。

為了直接評(píng)估GSDMD對(duì)EAE表達(dá)的影響，研究人員比較了GSDMD KO小鼠和WT小鼠中的EAE。他們發(fā)現(xiàn)與WT小鼠相比，GSDMD KO小鼠EAE發(fā)病明顯減輕。組織病理學(xué)分析顯示，相對(duì)于其WT小鼠，GSDMD-/-小鼠的脊髓中較少浸潤(rùn)性炎性細(xì)胞和較少的脫髓鞘作用。髓鞘堿性蛋白（MBP）是一種蛋白質(zhì)，有助于神經(jīng)髓鞘形成和神經(jīng)結(jié)構(gòu)的維持，也是低聚樹(shù)突細(xì)胞髓鞘的標(biāo)志物，它發(fā)生損傷是MS的主要病理特征。

免疫熒光分析顯示在WT小鼠的EAE病程高峰期，MBP表達(dá)顯著減少，但在GSDMD-/-小鼠中不明顯。此外，與WT小鼠相比，GSDMD-/-小鼠的EAE脊髓中活化的巨噬細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量顯著減少，這表明GSDMD缺乏與EAE中較輕的神經(jīng)炎癥相關(guān)。

此外，相對(duì)于浸潤(rùn)C(jī)D4 + T細(xì)胞的CNS，在GSDMD-/-小鼠中Th1和Th17細(xì)胞的百分比和絕對(duì)數(shù)均大大降低?？傊@些數(shù)據(jù)表明GSDMD對(duì)EAE發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要。

通過(guò)特異性敲除小鼠研究（Gsdmd條件性敲除鼠由賽業(yè)生物構(gòu)建），研究人員進(jìn)一步確定了GSDMD是通過(guò)外周髓系細(xì)胞而非小膠質(zhì)和T細(xì)胞來(lái)發(fā)揮對(duì)EAE的影響。通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)、免疫細(xì)胞組成分析等實(shí)驗(yàn)證實(shí)了GSDMD在EAE過(guò)程中作為自身免疫性炎癥和發(fā)病機(jī)制的重要介質(zhì)的生理作用。

這項(xiàng)研究為理解多發(fā)性硬化癥發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)理提供了新的視角，并為多發(fā)性硬化癥治療和以GSDMD為靶點(diǎn)的藥物開(kāi)發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

原文標(biāo)題：

Gasdermin D in peripheral myeloid cells drives neuroinflammation in experimental autoimmune encephalomyelitis.
DOI: 10.1084/jem.20190377.