Immunity | 冯若轻/刘璐等通过单细胞空间转录组发现多发性硬化病灶的致病性炎症免疫细胞微环境

摘要：多发性硬化（MS）进展期的“慢性活动性病灶”（又称 PRL/SEL）与残余炎症、持续脱髓鞘和功能恶化密切相关，其影像学特征是病灶核心外被一圈富含铁的小胶质/巨噬细胞“边缘”，被多项研究视为进展的关键标志与潜在分层靶点，但“ 病灶边缘炎症为何得以长期维持、由谁

多发性硬化（MS）进展期的“慢性活动性病灶”（又称 PRL/SEL）与残余炎症、持续脱髓鞘和功能恶化密切相关，其影像学特征是病灶核心外被一圈富含铁的小胶质/巨噬细胞“边缘”，被多项研究视为进展的关键标志与潜在分层靶点，但“ 病灶边缘炎症为何得以长期维持、由谁主导”一直缺乏单细胞空间尺度的直接证据。

2025年10月29 日，德意志神经退行性疾病中心冯若轻/刘璐等人在Immunity杂志上发表了题为Single-cell spatial transcriptomic profiling defines a pathogenic inflammatory niche in chronic active multiple sclerosis lesions的研究，团队通过整合 MERFISH 空间转录组、snRNA-seq 和病理学验证，在人类慢性活动性病灶中描绘出单细胞分辨率的空间图谱，指出病灶边缘存在由 CD8⁺ 组织驻留记忆 T 细胞（TRM）与 GPNMB⁺ 反应性小胶质细胞构成的致病炎症生态位，并将其与 IFN-γ 抑制胆固醇外排、促使小胶质细胞“泡沫化”的免疫代谢过程相关。

研究首先在人类脑组织样本的病理学分型基础上，对 MS 病灶冲孔区开展 MERFISH 并与相邻切片 snRNA-seq 数据融合，通过空间域分割与跨模态映射，刻画出健康白质（healthy WM）、病灶旁白质（PLWM）与脱髓鞘白质（DMWM）等区域的细胞组成与状态分布；在此框架下，作者系统解析了少突胶质细胞及其前体细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞 /浸润巨噬细胞与淋巴细胞等主要类群，并识别出一系列与疾病相关的反应性状态，其中 GPNMB⁺（MIMS2）与 FTH1⁺（MIMS3）在 MS病灶边缘显著富集，提示该区域兼具脂质代谢重塑与应激表型。

在高质量空间转录组数据基础上，团队以邻域为单位对 T 细胞微环境进行聚类与受体 - 配体推断，发现 CD8⁺ TRM 在边缘相对富集，且与 GPNMB⁺ 小胶质细胞呈稳定近邻与通讯耦合，分子层面出现 SPP1–ITGAV 、 HLA-E–CD8A 、 CCL5–CCR1 、 CXCL16–CXCR6 等活跃通路；与此同时， T 细胞邻域及其周边细胞显示 IFN 响应升高（ JAK/STAT 模块），蛋白水平的多重染色亦证实 CD8⁺ T 细胞与 GPNMB⁺/STAT1⁺ 小胶质细胞在MS病灶边缘相伴出现，描绘出以 TRM— 小胶质细胞为核心的免疫细胞微环境。

为探明这一生态位中的代谢 — 免疫耦合机制，作者在原代小鼠小胶质细胞与髓鞘共培养体系中引入 IFN-γ ，观察到细胞快速转入脂滴富集 / 促炎状态（如 PLIN2 ↑ ），同时 Abca1 下调、 Cxcl10 上调；功能层面， IFN-γ 明显抑制胆固醇外排，而 LXR 激动可部分逆转该状态。通过 MERFISH 检测该细胞系同样显示小胶质细胞表达 “ 脂质储存 / 合成 ” 相关基因。说明 T 细胞分泌的 IFN-γ 通过激活小胶质细胞 JAK/STAT1 进而抑制 LXR-ABCA1/ABCG1 介导的胆固醇外排，促使小胶质细胞在吞噬髓鞘后发生脂滴堆积并向泡沫样表型转变，进而与 T 细胞形成炎症正反馈并维持慢性炎症。

本研究进一步在体内进行验证：首先通过小胶质细胞特异性 Abca1 / Abcg1 敲除阻断胆固醇外排后，实验性自身免疫性脑脊髓炎（ EAE ）病程加重、病灶扩大，并出现 GPNMB/PLIN2/STAT1 反应性增强、胆固醇显著积聚以及 T 细胞浸润 / 通讯增强，说明胆固醇外排受阻会推动小胶质细胞陷入 “ 泡沫化 — 促炎 ” 状态并增强与 T 细胞的相互作用。之后通过 DHCR24 抑制剂 SH42 提升内源性 desmosterol 、选择性激活 LXR 后，可提高 Abca1 表达、降低 GPNMB/PLIN2 表达和病灶负担并改善 EAE 评分。

综上，本研究以单细胞空间图谱的方式精准鉴定了慢性活动性病灶边缘的CD8⁺ TRM—GPNMB⁺小胶质细胞免疫微环境，提出“IFN-γ抑制小胶质细胞胆固醇外排→小胶质细胞泡沫化→与T细胞形成正反馈并维持慢行炎症”的免疫代谢过程，并通过遗传学与药理学方法在EAE中双向验证提示“提升小胶质细胞胆固醇外排/LXR轴”具有成为进展期多发硬化治疗路径的潜力。

德意志神经退行性疾病中心博士生冯若轻（慕尼黑大学），博士后Lena Spieth，博士后刘璐，博士后 Stefan Berghoff ，哥廷根大学博士后 Jonas Franz 为本文共同第一作者。慕尼黑工业大学 Mikael Simons 教授和 Janos Groh 博士为本文共同通讯作者。德意志神经退行性疾病中心博士生刘倩和慕尼黑大学王真博士为本文做出了重要贡献。

制版人：十一

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（*排名不分先后）