科研最前沿 | 单细胞转录组学揭示RIPK1信号在ALS发病机制中的作用

发表期刊:Immunity 

影响因子:25.5

发表时间:2025年4月8日

研究疾病:肌萎缩侧索硬化症(ALS)

样本类型:人类样本(脊髓组织);小鼠样本(脊髓组织)

样本数量:

12例人脊髓组织样本:ALS患者(6例散发性,2例家族性)、对照组(n=4)

12例小鼠脊髓组织样本:WT(n=3)、接受载体处理的 SOD1G93A(n=3)、RIPK1 抑制剂(RIPK1i)处理SOD1G93A(n=3)

10例iPSC 三培养细胞类型(iPSC衍生的运动神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞):DMSO组(n=2);RIPK1i组(n=2);TSZ组(n=3);TSZ + RIPK1i组(n=3)

样本分组:

人类样本分组:ALS患者(散发性和家族性病例)VS非神经疾病对照组

小鼠样本分组:SOD1G93A转基因小鼠(ALS模型)VS 野生型(WT)对照小鼠(C57BL/6背景)       

iPSC 三培养细胞类型分组:DMSO组、RIPK1i组、TSZ组、TSZ + RIPK1i组

应用技术:snRNA-seq,bulk RNA-seq、Olink

研究背景

肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种致命的神经退行性疾病,会导致运动神经元丧失和肌肉无力。目前治疗手段有限,患者平均生存期短,散发性病例病因不明,遗传突变相关病例仅占10%。神经炎症在 ALS 发病中起重要作用,小胶质细胞激活、星形胶质细胞增生和免疫功能障碍等在患者和小鼠模型中均有发现,但细胞特异性反应仍不清楚。

研究思路

研究结论

本研究通过单细胞转录组测序分析发现,ALS 脊髓中胶质细胞状态显著变化,小胶质细胞、星形胶质细胞呈现促炎状态,其相关炎症标记物和特定基因表达改变,少突胶质前体细胞和少突胶质细胞的疾病相关亚群增多,反映出神经炎症反应增强,影响疾病进展。此外,研究还发现了RIPK1在ALS中的关键作用:RIPK1 在 ALS 脊髓中表达和激酶活性上升,与胶质细胞炎症基因表达相关。在超氧化物歧化酶1(SOD1)G93A转基因小鼠模型中,抑制 RIPK1 能延缓症状发作和运动功能障碍,调节胶质细胞基因表达,减轻神经炎症,表明其在疾病进程中起有害作用。更进一步地,利用 iPSC 三培养系统和患者脑脊液样本,本研究确定了 CCL2、CCL3 等 RIPK1 调节的细胞因子在 ALS 患者脑脊液中显著升高,且在使用 RIPK1 抑制剂后浓度有变化,这些细胞因子可作为潜在生物标志物监测炎症和治疗效果。

研究意义

本研究利用单细胞测序揭示了ALS患者脊髓中特异的胶质细胞亚群和细胞状态变化,确定RIPK1激活及其介导的necroptosis通路为ALS疾病进展和神经炎症的核心机制之一,同时通过动物模型与干细胞模型验证了RIPK1通路作为ALS治疗靶点的可行性。

百奥锐评

1.本研究首次通过单核转录组测序解析ALS胶质亚型,同时系统研究了RIPK1信号通路在ALS中的作用,并开发了人iPSC来源的运动神经元-胶质三细胞共培养体系,为ALS研究提供了新模型和工具。

2.本研究的样本量较小,可能限制了对胶质细胞亚群和RIPK1信号通路的全面分析,需要在更大的样本队列中进行验证。

3.本研究尽管观察到RIPK1对小胶质细胞和星形胶质细胞的转录调控效应,但未能直接证实RRIMs的存在,这可能是由于SOD1基因背景、性别或实验设计的差异所致。

4.研究主要集中在脊髓组织,而ALS的病理累及大脑皮层、脑干等多区域,后续可进一步探索ALS在大脑其他区域的病理变化,以及这些变化与脊髓病理之间的相互关系,以更全面地理解ALS的发病机制。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2025.02.024

本文原文链接:

科研最前沿 | 单细胞转录组学揭示RIPK1信号在ALS发病机制中的作用

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