CD59是一种内源性补体抑制蛋白,可限制膜攻击复合物形成,保护细胞免受补体依赖性细胞毒性损伤。CD59 功能异常会导致补体过度激活,参与多种疾病的发病机制,其中包括视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)—— 一种特异性靶向星形胶质细胞的罕见自身免疫性炎症性疾病。然而,调控 CD59 表达的分子机制十分复杂,仍有待阐明。
2026年5月12日,陕西师范大学闫亚平、张娅玲、福建医科大学付莹共同通讯在Nature Communications(IF=15.7)在线发表题为Endothelial cell-secreted SPARC suppresses astrocytic CD59 expression and promotes astrocytopathy in a mouse model of neuromyelitis optica spectrum disorders的研究论文,本研究利用雌性小鼠构建具有临床相关性的NMOSD模型,证实星形胶质细胞CD59可保护自身免受水通道蛋白4‑IgG(AQP4‑IgG)及补体介导的损伤。
通过分泌组与转录组分析,我们发现脑内皮细胞分泌的SPARC蛋白可抑制VEGFA/VEGFR2信号通路,进而下调星形胶质细胞增殖与CD59生成。内皮细胞SPARC缺失可上调星形胶质细胞CD59,减轻自身免疫性星形胶质细胞病变;而激活VEGFR2同样可诱导CD59表达,缓解疾病损伤。
综上,本研究揭示了内皮细胞SPARC调控星形胶质细胞CD59表达的分子机制,证实其可促进自身免疫性星形胶质细胞病变发生,为NMOSD开发靶向星形胶质细胞的治疗策略提供了潜在方向。
补体级联反应是先天免疫监视系统的复杂网络,受膜结合型补体调节蛋白(mCRPs)精密调控。补体可通过膜攻击复合物(MAC)的细胞毒性与溶细胞作用直接清除易感病原体。补体异常激活与多种病理状态相关,其中包括自身免疫性疾病。
CD59,又称膜攻击复合物抑制蛋白,可在补体终末通路抑制补体激活。越来越多的证据表明,CD59缺失会加重自身免疫病的病理损伤,提示CD59可保护靶细胞免受补体介导的清除作用。尽管CD59在补体抑制中的功能已明确,但调控CD59表达的细胞与分子机制,及其在自身免疫病中的作用仍尚不明确。
体外培养的原代星形胶质细胞高表达CD59,而正常小鼠及人脑组织内的星形胶质细胞CD59表达水平降低,提示脑内固有微环境可能调控中枢神经系统(CNS)中CD59的表达。星形胶质细胞是血脑屏障(BBB)的重要组成部分,其血管周足突起构成一层薄屏障,即胶质界膜。
星形胶质细胞血管周足与脑内皮细胞紧密毗邻,提示二者间存在密切的信号交流。鉴于星形胶质细胞CD59在体内外表达存在差异,提出假说:星形胶质细胞‑内皮细胞相互作用协同调控脑微环境,进而调节星形胶质细胞CD59表达,最终通过自身抗体介导的补体级联反应影响细胞存活。
视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)是一种罕见的中枢神经系统炎症性自身免疫病,主要累及视神经与脊髓。该病由靶向星形胶质细胞的水通道蛋白4‑免疫球蛋白G(AQP4‑IgG)驱动,引发一类特异性损伤,即星形胶质细胞病,指由AQP4‑IgG及补体介导的星形胶质细胞损伤,以AQP4丢失和星形胶质细胞凋亡为特征。
这与星形胶质细胞增生不同,后者是星形胶质细胞对中枢神经系统损伤的特征性应答,通常表现为细胞肥大及胶质纤维酸性蛋白(GFAP)上调。在NMOSD中,星形胶质细胞病启动补体激活,触发一系列炎症反应,最终导致脱髓鞘病变与临床症状。
NMOSD小鼠模型中,SPARC可通过直接相互作用拮抗 VEGFA 的治疗作用(图源自Nature Communications)
由致病性AQP4‑IgG与人源补体诱导构建的NMOSD小鼠模型,适用于研究抗体介导的补体依赖性细胞毒性(CDC)造成的星形胶质细胞特异性损伤。本研究发现,星形胶质细胞特异性过表达CD59可减轻雌性小鼠类NMOSD样病灶的进展。
此外,经小鼠脑微血管内皮细胞系bEnd.3条件培养基(bCM)处理后,原代星形胶质细胞CD59表达下降。通过分泌组与转录组分析,研究鉴定出bEnd.3细胞分泌的SPARC蛋白是该过程的潜在调控因子。机制研究证实,脑内皮细胞分泌的SPARC通过血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)信号通路抑制星形胶质细胞CD59表达;调控该信号通路可改变NMOSD小鼠模型的病灶严重程度。
综上,本研究阐明了星形胶质细胞与内皮细胞间的复杂交互作用,明确了脑微环境中SPARC/VEGFR2轴对CD59的调控机制,最终影响星形胶质细胞存活。该研究揭示了内皮‑星形胶质细胞通讯在星形胶质细胞主导的NMOSD发病机制中的分子基础。
参考消息:https://doi.org/10.1038/s41467-026-72997-2