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血管性痴呆终于有新靶点了!华人科学家蔡东明团队多尺度机制建模,解析白质损伤治疗新路径

首页 » 《转》译 6小时前 转化医学网 赞(2)
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导读
通过多尺度机制建模,首次系统性解析了血管性痴呆白质损伤的细胞间信号紊乱,并锁定两个潜在治疗靶点。

全球约5500万人受痴呆困扰,其中血管性痴呆(VaD)是第二大常见类型——由脑血管损伤引发白质退化,最终导致认知与运动功能障碍。然而,目前血管性痴呆尚无获批的靶向疗法,关键瓶颈在于对疾病机制的理解不足,以及缺乏可靠的生物标志物。10月23日,明尼苏达大学华人科学家蔡东明团队在《信号转导与靶向治疗》(Signal Transduction and Targeted Therapy,IF=52.7)发表一项重磅研究:通过多尺度机制建模,首次系统性解析了血管性痴呆白质损伤的细胞间信号紊乱,并锁定两个潜在治疗靶点。

研究与发现的总结

研究设计:构建更像人类的血管性痴呆小鼠模型

要研究血管性痴呆(VaD),首先需要一个能精准模拟人类病理的动物模型。传统VaD模型往往导致广泛脑损伤,无法区分白质特异性病变。为此,研究团队选择血管收缩剂L-NIO:向C57BL/6J小鼠脑内注射L-NIO后,仅诱导皮质下白质局部缺血,既避免了运动皮层的广泛破坏,又能复现人类VaD的核心症状——注射2个月内,小鼠出现认知障碍、运动功能受损,同时伴随毛细血管扩张、少突胶质前体细胞(OPC,髓鞘再生的关键细胞)增殖、髓鞘丢失及脑室扩大等典型病理改变。这个模型的关键在于精准——它聚焦于VaD最核心的白质损伤,而非弥漫性脑损伤,这为后续解析细胞特异性机制奠定了基础。

多尺度数据挖掘:从细胞转录组到跨物种信号通路

模型的成功只是起点,为了找到驱动VaD病理的分子开关,团队采用了细胞特异性转录组+人类单细胞数据整合的策略:

1. 细胞层面的精准画像

利用翻译核糖体亲和纯化(TRAP)技术,团队标记了内皮细胞、周细胞、少突胶质前体细胞(OPC)和星形胶质细胞等脑细胞的核糖体,分离出核糖体结合的mRNA,直接获得不同细胞的工作状态——结果显示,VaD小鼠白质区域的经典少突胶质细胞、内皮细胞标记物表达显著下降,形成了与皮层组织完全不同的转录组特征,首次从细胞层面证实:VaD的白质损伤伴随特定细胞群体的功能紊乱。

2. 跨物种信号通路的大海捞针

为了链接小鼠机制与人类疾病,团队将小鼠细胞转录组数据与人类VaD单细胞核测序(sn-RNA-seq)数据结合,构建了目前最大的配体-受体(L-R)相互作用数据库,并通过六级过滤策略(配体身份、跨物种保守性、细胞特异性、受体共调控、神经相关性)筛选候选通路。最终,两个通路脱颖而出:

  • Serpine2-Lrp1通路:一种丝氨酸蛋白酶抑制剂Serpine2在VaD小鼠的周细胞、小胶质细胞,以及人类VaD大脑星形胶质细胞中均上调;它会与OPC上的Lrp1受体结合,直接抑制OPC成熟——这意味着,Serpine2是阻碍髓鞘再生的罪魁祸首。

  • CD39-A3AR通路:一种核苷酸酶CD39在VaD小鼠白质损伤区的microglia、内皮细胞,以及人类VaD样本中均下调;CD39的减少会抑制A3AR(腺苷A3受体)的激活,进而阻碍组织修复。

验证与转化:从机制到可用药的突破

找到通路后,关键是验证其治疗潜力:

1. Serpine2:敲除即可改善功能

当团队通过基因编辑敲除Serpine2后,VaD小鼠的OPC分化加速、髓鞘再生明显,认知测试成绩显著提升——这说明,抑制Serpine2可能是一个有效的治疗方向,未来可以开发针对Serpine2的抗体或小分子抑制剂。

2. CD39-A3AR:已有临床药物可借船出海

更令人惊喜的是CD39-A3AR通路的转化价值:

  • 基因治疗验证:通过腺相关病毒(AAV)在VaD诱导前过表达CD39,小鼠白质损伤区的组织修复加快;

  • 药物再利用:使用已进入银屑病Ⅱ期临床试验的Piclidenoson(A3AR特异性激动剂),即使在VaD诱导5天后给药,仍能显著增强髓鞘形成,恢复记忆与运动功能,甚至逆转脑室扩大等病理改变。

Piclidenoson已经在人体中验证了安全性,若能优化其血脑屏障(BBB)穿透性——比如用纳米颗粒递送或化学修饰——可能快速进入VaD临床试验,这是这项研究最有潜力的转化成果。

研究意义和未来展望


从模型构建到药物验证,这项研究为VaD的治疗打开了一扇窗。多尺度建模从细胞对话中找到线索,把基础研究变成患者能用的疗法。对于全球千万VaD患者而言,这或许就是希望的开始——曾经无药可医的疾病,正随着机制解析的深入,一步步走向可防可控的未来。(转化医学网360zhyx.com)

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41392-025-02433-2

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