TLR7-mediated autoimmunity targets Robo3 to drive astrogliosis in frontotemporal dementia
这项研究揭示了在前额叶颞叶痴呆中,*Grn* 和 *C9orf72* 的同时缺失通过 TLR7 激活破坏了免疫耐受,导致抗 Robo3 自身抗体的产生,进而驱动星形胶质细胞增生和神经变性,而这一过程可以通过 TLR7 拮抗作用得到缓解。
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额颞叶痴呆是一种毁灭性的疾病,常在人们六十岁之前发作,夺走他们说话、理解语言或控制行为的能力。几十年来,科学家们一直知道特定的遗传错误,特别是名为 GRN 和 C9orf72 的基因,是这种疾病的常见诱因。这些基因通常充当大脑内部废物处理系统的“看护者”,帮助细胞回收旧部件并管理能量。当这些基因失效时,大脑的废物管理系统就会崩溃,导致神经细胞死亡。然而,在携带这些突变的患者中出现了一个令人困惑的模式:他们也更有可能患上自身免疫性疾病,即身体的免疫系统误攻击自身的组织。这给研究人员留下了一个关键问题:免疫系统对身体的攻击仅仅是遗传错误的副作用,还是实际上是一个加速大脑衰退的驱动力?理解这一联系至关重要,因为如果免疫系统是一个主要元凶,那么能够平息免疫反应的治疗方法可能有助于减缓或停止疾病进程,为目前几乎没有选择的患者提供一条新的途径。
一支研究团队现在已经追踪到了从这些遗传错误到损伤大脑的特定免疫功能障碍的直接路径。通过研究同时缺乏 Grn 和 C9orf72 基因的工程小鼠,科学家们发现,这些基因的缺失导致免疫系统失去了区分外来入侵者与自身组织的能力。这种崩溃触发了一种被称为“年龄相关B细胞”的特定白细胞迅速且具有侵略性地大量增殖。这些细胞通常用于对抗感染,但现在开始产生大量的抗体,专门针对一种被称为 Robo3 的蛋白质。虽然 Robo3 通常存在于神经细胞上并在发育过程中帮助引导其连接,但研究人员发现,在这些小鼠体内,该蛋白质也存在于星形胶质细胞(一种维持大脑环境的星状支持细胞)的表面。由这些失控的免疫细胞产生的抗体会附着在星形胶质细胞上的 Robo3 上,使它们从支持者变成炎症的来源。
研究表明,这种免疫攻击并非被动的后果,而是一个主动的驱动因素。当研究人员将带有两种遗传突变的年轻小鼠暴露于 Robo3 蛋白质中时,这些小鼠出现了严重的大脑组织瘢痕化和肿胀,即被称为星形胶质细胞增生的现象,其速度比未暴露的小鼠快得多。这证实了仅有特定抗体的存在就足以触发大脑损伤。相反,当科学家使用一种阻断特定免疫传感器(称为 TLR7)的药物治疗年长小鼠时,结果是显著的。该药物阻止了失控 B 细胞的过度增殖,降低了有害的抗 Robo3 抗体水平,并显著降低了大脑中的炎症。最重要的是,这种治疗还保护了神经细胞之间的连接,而这些连接在疾病中通常会丢失。研究人员观察到,如果不使用这种药物,这些小鼠的大脑细胞会吞噬并破坏自身的保护层,但治疗停止了这种自我毁灭的循环。
这些发现延伸到了实验室之外,为人类患者可能发生的情况提供了线索。当团队分析携带 GRN 或 C9orf72 突变者的脑脊液时,发现那些已有症状的人体内含有高水平的针对 Robo3 的抗体。此外,这些抗体的数量与大脑炎症指标相关,表明在小鼠身上观察到的过程很可能也在人类身上发生。这项研究并不声称这是额颞叶痴呆的唯一原因,但它提供了一个清晰的机制,解释了遗传缺陷如何演变成自身免疫攻击。通过将 Robo3 识别为一个特定的靶点,并将 TLR7 识别为开启攻击的开关,这项研究指出了一个切实的干预方式。在小鼠身上使用 TLR7 阻断剂取得的成功表明,类似的疗法(目前已被用于探索其他自身免疫性疾病)可以被改编用于保护额颞叶痴呆患者的大脑,从而将重点从管理症状转向阻止潜在的免疫破坏。
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