星形胶质细胞cGAS–STING通路通过分泌Clusterin驱动多发性硬化脱髓鞘

本研究由胡胜飞、肖霞、程曦等为主要作者，韦秋、赵一鹏、李锐为通讯作者，来自中山大学附属第三医院神经内科及精神与神经疾病研究中心，发表在CNS Neuroscience & Therapeutics期刊2026年第32卷，文章编号e71091。

研究背景方面，多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是一种以中枢神经系统（central nervous system，CNS）内神经炎症和脱髓鞘为特征的慢性自身免疫性疾病。现有疾病修饰疗法通过靶向外周免疫细胞浸润在控制复发方面取得了显著成效，但许多患者在抑制外周炎症后仍持续累积残疾，其核心原因在于CNS内在性炎症、脱髓鞘和神经退行性变的持续进展。星形胶质细胞作为CNS实质中的主要胶质细胞群体，在病理条件下会发生反应性转化，参与MS发病机制，但其如何感知炎症微环境中的危险信号并将其转化为神经毒性输出尚不清楚。cGAS–STING通路作为双链DNA（double-stranded DNA，dsDNA）的主要感受器，通过产生I型干扰素和促炎细胞因子启动先天免疫反应。本研究旨在阐明星形胶质细胞是否通过该通路感知CNS来源的DNA危险信号，以及何种下游机制将这种感知与髓鞘损伤联系起来。

研究流程方面，该研究综合运用了单细胞转录组分析、体外原代细胞培养、器官型脑片培养、RNA测序以及实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）动物模型等多种方法。首先，研究者重新分析了已发表的人类MS白质病变单细胞核RNA测序数据集（GSE180759、GSE118257、GSE179590），涵盖继发进展型MS（SPMS）的不同病变区域（慢性活动性病变边缘、活动性病变、非活动性病变边缘、病变核心、病变周围白质）、复发缓解型MS（RRMS）以及健康对照白质，共计超过8万个细胞核。通过Seurat v5.0.0和Harmony算法进行批次校正和无监督聚类，识别出稳态星形胶质细胞、反应性星形胶质细胞、少突胶质细胞、神经元、少突胶质前体细胞、淋巴细胞等多种细胞类型，并计算了cGAS–STING通路和淋巴细胞浸润的模块评分。其次，建立了EAE小鼠模型，采用MOG35-55肽免疫C57BL/6雌性小鼠，并在预防性和治疗性两种方案下给予STING抑制剂H-151（每日750 nmol/只腹腔注射）。第三，在体外培养了原代小鼠星形胶质细胞（取自P0新生鼠皮层）和原代少突胶质细胞（由神经前体细胞分化而来），并用促炎细胞因子（IL-1α、TNF-α、C1q）和poly(dA:dT)模拟DNA暴露进行刺激。第四，收集了MS患者、非脱髓鞘性炎症性神经系统疾病患者和健康对照的血清及脑脊液样本进行ELISA检测。第五，通过RNA测序分析刺激后星形胶质细胞的转录组变化，进行GO富集分析和差异表达基因筛选。第六，采用条件培养基转移实验评估星形胶质细胞对少突胶质细胞凋亡和小脑器官型切片髓鞘完整性的影响，并通过Western blot、免疫荧光、qRT-PCR、CCK-8细胞活力检测等方法进行定量分析。

研究结果显示，在人类MS病变中，以补体C3和GFAP上调为特征的反应性星形胶质细胞在慢性活动性病变边缘显著富集，其cGAS–STING通路组分（cgas、sting1/tmem173、tbk1、irf3等）在该区域的星形胶质细胞中表达升高，且通路活性评分显著高于其他病变区域。脑脊液中GFAP和C3蛋白水平在MS患者中升高，血清C3浓度与扩展残疾状态量表（EDSS）评分呈正相关。MS患者脑脊液和血清中dsDNA浓度显著升高，血清dsDNA水平与残疾严重程度正相关。在体外实验中，单纯促炎细胞因子刺激可上调星形胶质细胞中cGAS和磷酸化STING（p-STING）表达，而联合poly(dA:dT)的共刺激进一步增强了STING通路激活和C3表达，并显著上调趋化因子CCL2和CCL5的mRNA及蛋白水平。通过基因集交集分析，研究者从三个上调的生物学过程中鉴定出Clusterin（CLU）是唯一编码分泌蛋白的共同基因。单细胞数据显示CLU在反应性星形胶质细胞中表达升高，尤其在慢性活动性病变边缘达到最高。CellChat分析显示反应性星形胶质细胞在SPMS慢性活动性病变边缘的CLU输出信号显著增强，而少突胶质细胞在该区域的CLU输入信号同样增强。ELISA证实MS患者血清和脑脊液中CLU蛋白浓度升高。星形胶质细胞条件培养基可诱导原代少突胶质细胞凋亡（cleaved caspase-3增加）和小脑切片髓鞘损伤，重组CLU蛋白单独处理即可产生与条件培养基相当的少突胶质细胞毒性。STING抑制剂H-151预处理可消除细胞因子和DNA共刺激诱导的STING磷酸化，减少C3、CCL2、CCL5和CLU的表达及分泌，并逆转条件培养基的神经毒性作用。在EAE模型中，预防性和治疗性H-151给药均能显著减轻临床疾病严重程度，减少脊髓脱髓鞘面积，降低p-STING、C3、GFAP和CLU表达，减少免疫细胞浸润和少突胶质细胞凋亡，同时增加髓鞘碱性蛋白（MBP）表达。

研究结论方面，该研究确立了DNA感知的cGAS–STING通路在星形胶质细胞中作为连接先天免疫监视与MS进行性脱髓鞘的关键分子桥梁。星形胶质细胞作为CNS来源DNA危险信号的关键感受器，将胞质DNA检测与促炎信号整合，驱动神经毒性转化。CLU被鉴定为该通路下游一种非经典效应分子，直接介导少突胶质细胞凋亡。STING抑制剂H-151通过抑制星形胶质细胞CLU介导的神经毒性发挥保护作用。该研究提出了“两次打击”模型：在脱髓鞘损伤背景下由受损神经元或少突胶质细胞释放的外源性DNA与细胞因子信号协同，触发自我持续的神经毒性级联反应，为MS中即使在抑制外周免疫细胞浸润后残疾仍持续进展的临床现象提供了机制解释。研究还强调了区分系统性干扰素信号与CNS内在性干扰素信号的重要性，提示靶向STING可能在不损害全身免疫的前提下抑制局部神经炎症。

本研究的亮点在于：首次证明星形胶质细胞通过cGAS–STING–CLU轴将DNA感知与少突胶质细胞损伤直接联系起来；在脱髓鞘病变的特定背景下鉴定CLU为非经典STING效应分子，拓展了STING通路在神经炎症中的功能理解；采用了预防性和治疗性两种给药方案验证STING抑制的治疗潜力；通过单细胞转录组、原代细胞培养、器官型切片和体内模型构建了从分子机制到治疗验证的完整证据链。研究者同时也指出，由于H-151是系统性给药且cGAS–STING在小胶质细胞中同样活跃，体内治疗获益可能来自多种细胞类型的综合抑制，星形胶质细胞特异性敲除模型有待进一步验证。