本文发表于 Nature，于2026年8月5日在线发表，题为“Antigen presentation by CD40+MHC-II+ astrocytes promotes CNS autoimmunity”。主要作者包括 Joon-Hyuk Lee、Zhaorong Li 等，通讯作者为 Francisco J. Quintana，来自哈佛医学院布莱根妇女医院安·罗姆尼神经疾病中心等机构。
研究背景方面，多发性硬化（multiple sclerosis, MS）及其动物模型实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE）是由T细胞驱动的中枢神经系统（central nervous system, CNS）自身免疫病。星形胶质细胞是CNS中含量丰富的非造血胶质细胞，既往研究已发现多种星形胶质细胞亚群参与MS病理，但星形胶质细胞与CD4+ T细胞之间的功能性相互作用知之甚少。抗原呈递是启动T细胞应答的关键过程，专业抗原呈递细胞（antigen-presenting cells, APCs）如树突状细胞和巨噬细胞通过MHC-II分子呈递抗原肽以激活抗原特异性CD4+ T细胞。星形胶质细胞虽可吞噬髓鞘碎片并在炎症条件下表达MHC-II，但其是否能够作为非专业APC激活CD4+ T细胞、相关调控机制及其对CNS自身免疫的影响仍不清楚。因此，本研究旨在鉴定并功能解析CD40+MHC-II+星形胶质细胞在促进致病性Th17细胞反应和CNS自身免疫中的作用。
研究流程方面，作者首先利用狂犬病毒条形码相互作用检测结合测序（RABID-seq）和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析EAE期间星形胶质细胞与T细胞的体内相互作用。他们发现与T细胞相互作用的星形胶质细胞高表达抗原呈递相关基因H2-Ab1、H2-Eb1和Cd40，并在T细胞相互作用星形胶质细胞中检测到CD40和吞噬相关信号通路上调；而与星形胶质细胞相互作用的T细胞则表现出CD40L和T细胞受体（TCR）信号增强。通过Aldh1l1-EGFP报告小鼠的流式细胞术分析，证实CD40+MHC-II+星形胶质细胞在EAE脊髓和脑中增多且与疾病严重程度正相关；免疫组化显示这些细胞位于血管周围和CD4+ T细胞附近。
接下来，作者利用基于慢病毒的CRISPR-Cas9系统在星形胶质细胞中特异性敲除Cd40或H2-Ab1，以评估其功能。结果显示这两者失活均能减轻EAE严重程度，降低CNS中MOG35-55特异性CD4+ T细胞频率，并减少Th17与调节性T细胞（Treg）的比值及致病性GM-CSF+或IFNγ+ Th17细胞数量，但对外周脾脏T细胞反应无明显影响，说明CD40+MHC-II+星形胶质细胞主要在CNS局部增强致病性T细胞反应。
为直接研究体内星形胶质细胞与CD4+ T细胞的相互作用，作者采用了通用标记免疫伙伴关系通过Sortase A介导的细胞间接触标记（uLiPSTIC）系统。在EAE uLiPSTICAldh1l1-CreERT2小鼠中，星形胶质细胞特异性表达Sortase A后，能够在EAE高峰期对与其接触的CD4+ T细胞进行生物素化标记。结果发现，与星形胶质细胞接触的biotin+ CD4+ T细胞在体外再刺激后产生的GM-CSF+和IFNγ+致病性Th17细胞显著增多，说明直接相互作用能稳定致病性Th17表型。
为揭示CD40信号的分子机制，作者构建了CD40-BioID2融合蛋白并在星形胶质细胞中表达，结合质谱技术鉴定CD40胞内域在EAE期间招募的蛋白质。AlphaFold-Multimer预测显示，CD40信号通路中第三层蛋白中PLIN4具有最高连接度。PLIN4是脂滴（lipid droplets, LDs）包被蛋白，可稳定脂滴并促进其积累。体外实验证实CD40刺激可诱导PLIN4去磷酸化和脂滴积累；体内实验中EAE高峰期星形胶质细胞中PLIN4和BODIPY493/503阳性的脂滴增多，而星形胶质细胞特异性敲除Cd40可减少脂滴积累。进一步的CD40 LIPSTIC实验显示，与CD4+ T细胞通过CD40L-CD40相互作用的星形胶质细胞中脂滴含量更高。
后续实验聚焦于脂滴如何促进抗原呈递。作者通过流式分选脂滴高与低的星形胶质细胞，发现脂滴高星形胶质细胞中PLIN4、IL-6和IL-23A表达更高。CRISPR敲除Plin4后，星形胶质细胞中脂滴积累和NF-κB激活降低，EAE减轻。脂滴蛋白质组学显示CD40激活后星形胶质细胞脂滴中富集ATP柠檬酸裂解酶（ACLY），该酶产生乙酰辅酶A；乙酰辅酶A是p65亚基第310位赖氨酸乙酰化（p65(K310)ac）的底物，可增强NF-κB转录活性。实验表明CD40刺激增加p65(K310)ac水平，而ACLY抑制剂BMS-303141可降低CD40驱动的NF-κB激活；EAE中脂滴高的星形胶质细胞核内p65(K310)ac水平显著升高。这些结果说明CD40信号通过脂滴提供的乙酰辅酶A促进NF-κB乙酰化激活，进而增强星形胶质细胞的抗原呈递功能。
最后，为了验证这些发现在人类疾病中的相关性，作者重新分析了MS患者的单核RNA测序（snRNA-seq）数据，发现MS病灶中CD40+MHC-II+星形胶质细胞转录特征上升；免疫组化证实MS白质病灶中CD40+HLA-DRA+星形胶质细胞数量增加，且这些细胞中超过99%为脂滴阳性，超过70%的CD40+MHC-II+星形胶质细胞呈BODIPY阳性。这表明人类MS中存在CD40+MHC-II+LD+星形胶质细胞。
结论部分指出，本研究首次证明表达CD40和MHC-II的星形胶质细胞能够作为非专业APC，促进并稳定致病性Th17细胞反应，在EAE乃至MS中发挥重要致病作用。更重要的是，研究揭示了星形胶质细胞中CD40L-CD40相互作用通过诱导PLIN4阳性脂滴积累，提供乙酰辅酶A以增强p65乙酰化依赖性NF-κB激活，从而提升抗原呈递能力的正反馈回路。这一机制建立了代谢与免疫之间的新联系，为CNS自身免疫病的发病机制提供了全新理解。
本研究的亮点在于：第一，在体内明确了星形胶质细胞作为非专业APC的功能，突破了以往关于星形胶质细胞是否具有抗原呈递能力的争议。第二，创新性地将uLiPSTIC和CD40 LIPSTIC技术用于体内星形胶质细胞-T细胞相互作用研究，实现了对直接接触细胞的标记和功能分析。第三，首次证明CD40信号通过脂滴积累和NF-κB乙酰化调控星形胶质细胞炎症功能，揭示了脂滴作为免疫信号枢纽的新角色。第四，将星形胶质细胞脂滴代谢与表观遗传调控和炎症记忆联系起来，为后续研究神经炎症和神经退行性疾病中代谢-免疫交叉提供了方向。应用价值方面，CD40-MHC-II-脂滴-NF-κB通路中的关键分子可能成为治疗MS的新靶点。此外，该机制也可能参与其他涉及T细胞浸润和脂滴积累的CNS疾病，如阿尔茨海默病，值得进一步研究。