Molecular Therapy丨邱偉/湯常永團隊發現：靶向抑制補體C3信號通路可改善NMOSD動物模型運動和視功能障礙
視神經脊髓炎譜系疾病（Neuromyelitis optica spectrum disorders, NMOSD）是一種發生在中樞神經系統的自身免疫性炎性疾病，多發于亞洲青壯年女性患者，全球發病率低，2018年被國家首批罕見病目錄納入。NMOSD患者存在運動功能和視功能障礙，疾病負擔重。目前已知補體系統激活是NMOSD發生發展過程中的重要致病機制之一，因此，近年來針對補體系統中各種關鍵分子的基礎研究和臨床試驗一直備受關注，旨在為NMOSD的治療尋找新靶點。
近日，中山大學附屬第三醫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，TOP期刊，IF=12.4）發表了題為“Inhibition of complement C3 signaling ameliorates locomotor and visual dysfunction in autoimmune inflammatory diseases”的研究論文。該研究通過臨床數據收集、血液樣本檢測、轉錄組測序分析（RNA-seq）、細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
NMO-IgG刺激的星型膠質細胞顯著增加C3的表達和分泌：該研究首先通過對NMOSD患者的血清進行Elisa檢測，發現NMOSD患者血液中C3的活性分割產物C3a的含量較對照組顯著升高，且與臨床神經運動功能障礙相關評分（EDSS）成正相關（P=0.0008）（圖1A-C）；利用患者來源的純化NMO-IgG處理星型膠質細胞進行RNA-seq測序分析，發現補體C3的表達顯著上調（圖1D-F）；進一步通過檢測NMOSD體外細胞及動物模型中C3的表達情況，確定了星型膠質細胞在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
抑制C3信號通路改善NMOSD小鼠的運動功能和病理改變：接著，該研究利用針對小鼠內源性C3轉移酶激活的靶向抑制劑CR2-Crry蛋白，對NMOSD系統模型小鼠進行靶向治療。結果發現：NMOSD組小鼠運動功能明顯下降（疲勞轉動棒和步態分析實驗）（圖2A-D）、脊髓運動神經元（NeuN）減少（圖2E）、AQP4缺失（圖2F）、髓鞘（MBP）破壞（圖2G）、小膠質細胞(Iba1+CD68+)激活（圖2H）、C3a和相關促炎因子（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的運動功能障礙
基于腺相關病毒（AAV2/9）靶向抑制C3信號通路，可改善NMOSD相關的視功能損害和視神經炎性病變：最后，該課題組構建了CR2-Crry過表達腺相關病毒（AAV2/9.CR2-Crry），利用NMOSD視神經局部模型，探究了抑制C3信號通路對NMOSD相關視功能障礙的作用。結果顯示：相較于NMOSD疾病組，AAV2/9.CR2-Crry治療組在視覺誘發電位（Visual evoked potentials, VEP）和視網膜電圖（Electroretinography, ERG）中的視功能得到明顯提高（圖3）；免疫熒光分析發現視網膜細胞和神經節細胞數量明顯增加（圖4A-D），AQP4和MBP的脫失減少（圖4E-H），C3活性產物C3d的沉積減少（圖4K）；視神經組織電鏡結果提示：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視神經局部大鼠模型的視功能損害
△圖4? AAV2/9.CR2-Crry減輕NMOSD視神經局部大鼠模型的視神經炎性損傷
△圖5 文章總結圖
文章結論與討論，啟發與展望
本研究從多層次確定了C3信號通路在NMOSD發生發展中的關鍵作用，抑制C3信號通路有效減輕了脊髓和視神經的炎性病變，并顯著改善了動物模型的運動和視功能障礙。該研究結果不僅對深入認識補體介導的NMOSD發病機制及靶向C3信號通路的精準化治療提供了理論依據，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、任欣同學的幫助，以及廣西醫科大學附一院何松青、中國科學院遺傳研究所郭偉翔和吳青峰、清華大學崔亞雄、美國布朗大學Alvin Huang等教授的指導。同時，該研究得到了中山大學附屬第三醫院實驗醫學部韓曉燕主任及丘秀生等管理員的支持和幫助。
通訊作者
第一作者
腦病中心NMOSD的臨床與基礎研究在國際發聲
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研究，從疾病的致病機制、臨床標記物、藥物臨床試驗等多個角度進行了深入探討，取得了一系列原創性研究成果。相關研究發表于Advanced Science?（2023），ACS Nano?（2022），Glia?(2022),?Eur J Neurol?(2022)等國際知名期刊。?
未來，腦病中心神經免疫團隊將繼續深耕于神經免疫相關疾病的臨床和基礎研究，并持續與國內外知名科研團隊保持交流與合作，促進神經免疫亞專科的全面發展，以實現“國內領先，國際一流”的專科目標。
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