近日，我院腦病中心邱偉教授和湯常永副研究員團隊在國際知名期刊Molecular Therapy（中科院一區(qū)，TOP期刊，IF=12.4）發(fā)表了題為“Inhibition of complement C3 signaling ameliorates locomotor and visual dysfunction in autoimmune inflammatory diseases”的研究論文。該研究通過臨床數(shù)據(jù)收集、血液樣本檢測、轉(zhuǎn)錄組測序分析（RNA-seq）、細(xì)胞和組織免疫熒光染色等方法，多層次驗證了補體C3信號在NMOSD患者和動物模型中被顯著激活；而抑制補體C3信號通路的激活能夠顯著改善NMOSD動物模型中局部組織的典型病變及運動和視功能障礙。

△原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2023.07.017

該研究發(fā)現(xiàn)，NMO-IgG刺激的星型膠質(zhì)細(xì)胞顯著增加C3的表達和分泌。研究首先通過對NMOSD患者的血清進行Elisa檢測，發(fā)現(xiàn)NMOSD患者血液中C3的活性分割產(chǎn)物C3a的含量較對照組顯著升高，且與臨床神經(jīng)運動功能障礙相關(guān)評分（EDSS）成正相關(guān)（P=0.0008）（圖1A-C）；利用患者來源的純化NMO-IgG處理星型膠質(zhì)細(xì)胞進行RNA-seq測序分析，發(fā)現(xiàn)補體C3的表達顯著上調(diào)（圖1D-F）；進一步通過檢測NMOSD體外細(xì)胞及動物模型中C3的表達情況，確定了星型膠質(zhì)細(xì)胞在NMO-IgG的刺激下顯著增加C3的表達和分泌（圖1G-N）。

圖1：補體C3水平在NMOSD患者血液及動物模型中顯著上升

該研究進一步發(fā)現(xiàn)，抑制C3信號通路可改善NMOSD小鼠的運動功能和病理改變。課題組利用針對小鼠內(nèi)源性C3轉(zhuǎn)移酶激活的靶向抑制劑CR2-Crry蛋白，對NMOSD系統(tǒng)模型小鼠進行靶向治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：NMOSD組小鼠運動功能明顯下降（疲勞轉(zhuǎn)動棒和步態(tài)分析實驗）（圖2A-D）、脊髓運動神經(jīng)元（NeuN）減少（圖2E）、AQP4缺失（圖2F）、髓鞘（MBP）破壞（圖2G）、小膠質(zhì)細(xì)胞(Iba1+CD68+)激活（圖2H）、C3a和相關(guān)促炎因子（IL-1β、IL-6、TNF-α和C1q）大量釋放（圖2I）。而CR2-Crry治療組的小鼠，上述病理改變和運動功能均較NMOSD疾病組小鼠得到明顯改善。

圖2：CR2-Crry減輕小鼠脊髓中NMOSD的典型病變并緩解相關(guān)的運動功能障礙

研究明確了基于腺相關(guān)病毒（AAV2/9）靶向抑制C3信號通路，可改善NMOSD相關(guān)的視功能損害和視神經(jīng)炎性病變。課題組構(gòu)建了CR2-Crry過表達腺相關(guān)病毒（AAV2/9.CR2-Crry），利用NMOSD視神經(jīng)局部模型，探究了抑制C3信號通路對NMOSD相關(guān)視功能障礙的作用。結(jié)果顯示：相較于NMOSD疾病組，AAV2/9.CR2-Crry治療組在視覺誘發(fā)電位（Visual evoked potentials, VEP）和視網(wǎng)膜電圖（Electroretinography, ERG）中的視功能得到明顯提高（圖3）；免疫熒光分析發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞數(shù)量明顯增加（圖4A-D），AQP4和MBP的脫失減少（圖4E-H），C3活性產(chǎn)物C3d的沉積減少（圖4K）；視神經(jīng)組織電鏡結(jié)果提示：AAV2/9.CR2-Crry顯著減輕局部組織的髓鞘破壞（圖4I-J）。

圖3：AAV2/9.CR2-Crry改善NMOSD視神經(jīng)局部大鼠模型的視功能損害

圖4?：AAV2/9.CR2-Crry減輕NMOSD視神經(jīng)局部大鼠模型的視神經(jīng)炎性損傷

圖5：文章總結(jié)圖

本研究從多層次確定了C3信號通路在NMOSD發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵作用，抑制C3信號通路有效減輕了脊髓和視神經(jīng)的炎性病變，并顯著改善了動物模型的運動和視功能障礙。該研究結(jié)果不僅對深入認(rèn)識補體介導(dǎo)的NMOSD發(fā)病機制及靶向C3信號通路的精準(zhǔn)化治療提供了理論依據(jù)，也為其他C3信號通路參與的自身免疫性疾病提供了新的研究靶點。

徐莉、徐輝明博士為共同第一作者，邱偉教授、湯常永副研究員為共同通訊作者。該研究得到了中山眼科中心楊暉教授及陳思齊、任欣同學(xué)的幫助，以及廣西醫(yī)科大學(xué)附一院何松青、中國科學(xué)院遺傳研究所郭偉翔和吳青峰、清華大學(xué)崔亞雄、美國布朗大學(xué)Alvin Huang等教授的指導(dǎo)。研究還得到了中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院實驗醫(yī)學(xué)部韓曉燕主任及丘秀生等管理員的支持和幫助。

近年來，邱偉/湯常永團隊一直致力于NMOSD等自身免疫性炎性脫髓鞘疾病的臨床和基礎(chǔ)研究，從疾病的致病機制、臨床標(biāo)記物、藥物臨床試驗等多個角度進行了深入探討，取得了一系列原創(chuàng)性研究成果。相關(guān)研究發(fā)表于Advanced Science?（2023），ACS Nano?（2022），Glia?(2022),?Eur J Neurol?(2022)等國際知名期刊。?

未來，腦病中心神經(jīng)免疫團隊將繼續(xù)深耕于神經(jīng)免疫相關(guān)疾病的臨床和基礎(chǔ)研究，并持續(xù)與國內(nèi)外知名科研團隊保持交流與合作，促進神經(jīng)免疫亞?？频娜姘l(fā)展，以實現(xiàn)“國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流”的?？颇繕?biāo)。