小胶质细胞5-LOX活化蛋白拮抗作用减轻白三烯驱动的神经炎症

Microglial 5-LOX-activating protein antagonism alleviates leukotriene-driven neuroinflammation

作者信息Julia Konings, Fleur Mingneau, Serhii Chornyi, Cathrin E Hansen, Rianne T M van der Brugt, Tessa G van Elk, Laura Bolkaerts, Bo Batens, Gábor Tóth, Ingela Lanekoff, Frédéric M Vaz, Alessio Cardilli, Marie Sels, Susanne M A van der Pol, Helga E de Vries, Martin Giera, Oliver Werz, Sofie Kessels, Sanne G S Verberk, Jeroen F J Bogie, Merel Rijnsburger, Jerome J A Hendriks, Gijs Kooij
PMID42550249
发布时间2026-08-04
DOI10.1007/s00401-026-03055-w

实验完整度

包含人脑组织MSI和IHC、iPSC来源小胶质细胞功能实验及RNA-seq、EAE动物模型预防性和治疗性干预等多层级验证。

主要模型

人MS脑白质组织样本 人iPSC来源小胶质细胞 EAE小鼠模型

重点核对

FLAP拮抗剂fiboflapon在EAE中的给药剂量(2 mg/kg,腹腔注射,每日) EAE诱导使用MOG35-55肽段、完全弗氏佐剂和百日咳毒素 人iPSC来源小胶质细胞炎症条件(LPS/IFNγ处理24小时) LTB4检测方法(PA nano-DESI MSI和LC-MS/MS)

摘要

在多发性硬化(MS)中,中枢神经系统(CNS)内慢性、未消退的神经炎症仍是有效治疗干预的主要障碍。这一挑战主要源于对MS病变进展背后失调的炎症和促消退通路了解不完整。生物活性脂质介质(LM)通过脂氧合酶(LOX)和环氧合酶(COX)等特定酶的协调作用生物合成,是炎症反应启动和消退的关键调节因子;然而,它们在MS病理过程中的空间组织和功能作用尚未完全阐明。在此,通过使用气动辅助纳米喷雾解吸电喷雾电离(PA nano-DESI)质谱成像和免疫组织化学,我们揭示了与对照组相比,人MS白质中脂质介质白三烯B4(LTB4)增加,且在MS病变中相对于病变周围区域进一步富集,同时小胶质细胞5-LOX活化蛋白(FLAP)表达升高。FLAP的药理学拮抗作用抑制了人诱导多能干细胞(iPSC)来源的小胶质细胞中LTB4的生物合成,且通过RNA测序确定对小胶质细胞转录表型仅有轻微影响。此外,在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型(MS的动物模型)中,体内FLAP拮抗作用在预防性和治疗性两种情况下均改善了疾病严重程度和脊髓炎症基因表达。这与脊髓中局部LTB4生物合成减少以及炎症单核细胞水平降低同时发生。总之,这些发现将FLAP/LTB4轴确立为神经炎症的驱动因素,并作为如MS等慢性炎症性CNS疾病的药物靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
FLAP和LTB4在MS神经炎症中的空间分布和功能作用,以及FLAP拮抗是否具有治疗潜力。
核心机制
在MS病变中,小胶质细胞中FLAP表达升高,促进LTB4的生物合成,从而驱动神经炎症;FLAP拮抗剂通过抑制LTB4生成,减轻炎症反应。
主要证据
人MS脑白质中LTB4水平升高且FLAP+细胞增加,主要集中在TMEM119+小胶质细胞;iPSC来源小胶质细胞在炎症条件下FLAP表达升高,FLAP拮抗剂抑制LTB4产生;EAE模型中,FLAP拮抗剂改善疾病评分、降低脊髓LTB4:AA比值和炎症基因表达。
研究意义
研究确立了FLAP/LTB4轴作为MS等慢性炎症性CNS疾病的药物靶点,为开发靶向FLAP的治疗策略提供了依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

人脑组织脂质组学成像和病理分析

定位MS病变中LTB4的空间分布并判断其与FLAP表达的关系。

对NNC和MS脑白质组织进行PA nano-DESI MSI分析LTB4,并通过PLP和HLA-DR染色进行病理分类,定义病变、边缘和周围区域;免疫组化检测FLAP和5-LOX在细胞中的表达。

2

iPSC来源小胶质细胞分化与处理

验证人小胶质细胞中FLAP的表达调控,并测试FLAP拮抗剂对LTB4产生和转录谱的影响。

将hiPSC分化为小胶质细胞,并给予静息、促炎(LPS/IFNγ)或促消退(IL-4/IL-13)处理;随后用FLAP拮抗剂fiboflapon处理,检测ALOX5AP表达、LTB4生成及全局转录组变化。

3

EAE诱导与FLAP拮抗剂治疗

评估FLAP拮抗剂在MS动物模型中对疾病进展和炎症的影响。

使用MOG35-55肽段免疫雌性C57BL/6J小鼠诱导EAE,从发病开始(预防性)或疾病高峰期(治疗性)给予FLAP拮抗剂fiboflapon(2 mg/kg,腹腔注射,每日)或溶剂对照,监测临床评分,并在终点检测脊髓LTB4水平、免疫细胞浸润和炎症基因表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证脂质介质产生
验证转录变化
验证免疫细胞组成

产品清单

实验环节名称品牌货号
重组人巨噬细胞集落刺激因子PeproTech300-25
白细胞介素-4PeproTech200-04
脂多糖Sigma-AldrichL2630
干扰素γPeproTech300-02
非司洛芬MedChemExpressHY-15874
离子载体A23187Sigma-AldrichC7522
抗HLA-DR抗体Hybridoma--
抗PLP抗体SerotecMCA839G
抗5-LOX抗体Novus BiologicalsNBP2-46,513
抗FLAP抗体Novus BiologicalsNBP1-84,666
抗TMEM119抗体R&D SystemsMAB10313
Hoechst 33342Thermo Fisher Scientific33258
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596-018
RNeasy脂质组织迷你试剂盒Qiagen174804
SYBR Green染料Thermo Fisher Scientific4309155
Quant Seq 3' mRNA-Seq V2 文库制备试剂盒LexogenUDI12A_0001-0096
白三烯B4-d4Cayman Chemical--
Zombie NIR死细胞染料BioLegend--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
人脑组织MSI
组织类型(NNC vs MS)、病变分类标准、ROI定义。
阅读提示:Methods: Human tissue samples, Mass spectrometry imaging, Region selection and quantification; Fig. 1
iPSC来源小胶质细胞培养和处理
细胞分化方案,炎症处理条件(LPS/IFNγ浓度和时间),FLAP拮抗剂浓度(0.5 μM)。
阅读提示:Methods: Human hiPSC-derived microglia; Fig. 3
EAE诱导和治疗方法
小鼠品系、年龄、性别,免疫原(MOG35-55)剂量,FLAP拮抗剂剂量和给药途径。
阅读提示:Methods: Mice, Experimental autoimmune encephalomyelitis; Fig. 4a, 6a
脂质介质检测
组织处理(SC匀浆、细胞裂解)、内标使用和LC-MS/MS参数。
阅读提示:Methods: Lipidomics and compound identification