深圳子科生物報道：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細胞在發(fā)病過程中的異常激活對疾病的發(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細胞異常激活背后的免疫細胞分子事件對理解該病發(fā)生的免疫學(xué)機理，進而開發(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)病的實驗性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎（EAE）小鼠中，能夠通過介導(dǎo)外周髓系細胞炎性死亡，引發(fā)炎癥微環(huán)境形成，進而促進T細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。

相對于其他的細胞程序性死亡形式，細胞焦亡是近年來才被發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域。1992年，有科學(xué)家觀察到Caspase-1介導(dǎo)程序性細胞死亡，其形態(tài)上區(qū)別于細胞凋亡。直到2015，Gasdermin D作為Caspase-1和Caspase-11的切割靶點被發(fā)現(xiàn)，這時細胞焦亡效應(yīng)才為人所知。大量研究發(fā)現(xiàn)，細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)細胞焦亡（炎性死亡）關(guān)鍵效應(yīng)分子，被稱為“細胞焦亡執(zhí)行者”，在炎癥反應(yīng)過程中有著重要作用。這項研究揭示了GSDMD蛋白在模擬多發(fā)性硬化癥發(fā)病的實驗性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎小鼠中的作用。

實驗性變態(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)小血管周圍單個核細胞浸潤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的理想動物模型。

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

免疫印跡分析表明，相對于未處理的小鼠，EAE誘導(dǎo)的小鼠CNS和外周淋巴器官中GSDMD和caspase-1/11的表達和切割在高峰期顯著增加，這表明由GSDMD介導(dǎo)的細胞焦亡確實參與了這種疾病。免疫組織化學(xué)分析進一步證實了GSDMD在EAE CNS中的高水平表達，并且它特別集中在脊髓的病變區(qū)域。

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

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

為了直接評估GSDMD對EAE表達的影響，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，相對于其WT小鼠，GSDMD-/-小鼠的脊髓中較少浸潤性炎性細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，也是低聚樹突細胞髓鞘的標(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胞和星形膠質(zhì)細胞的數(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，相對于浸潤CD4 + T細胞的CNS，在GSDMD-/-小鼠中Th1和Th17細胞的百分比和絕對數(shù)均大大降低。總之，這些數(shù)據(jù)表明GSDMD對EAE發(fā)病機制至關(guān)重要。

通過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），研究人員進一步確定了GSDMD是通過外周髓系細胞而非小膠質(zhì)和T細胞來發(fā)揮對EAE的影響。通過體外實驗、免疫細胞組成分析等實驗證實了GSDMD在EAE過程中作為自身免疫性炎癥和發(fā)病機制的重要介質(zhì)的生理作用。

這項研究為理解多發(fā)性硬化癥發(fā)生的免疫學(xué)機理提供了新的視角，并為多發(fā)性硬化癥治療和以GSDMD為靶點的藥物開發(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.