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多发性硬化症（MS）是一种慢性自身免疫性疾病，主要靶向成熟少突胶质细胞（MOLs）及其髓鞘。MOLs具有异质性并可在MS中转变为类免疫状态，但这一过程的动态变化尚不清楚。

基于此，2025年11月17日，瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院医学生物化学与生物物理系分子神经生物学实验室Gonçalo Castelo-Branco研究团队在nature neuroscience杂志发表了“Distinct transcriptomic and epigenomic responses of mature oligodendrocytes during disease progression in a mouse model of multiple sclerosis”揭示了成熟少突胶质细胞在多发性硬化症小鼠模型疾病进展过程中的转录组学与表观基因组学差异响应。

作者利用单细胞多组学技术（同时检测染色质开放性和基因表达）在MS的小鼠模型EAE不同病程中研究了少突胶质细胞（OLG）。发现一类具有“类免疫”特征的OLG在疾病早期就已出现并持续到晚期，可能反映了神经炎症留下的表观遗传记忆。分析显示，这些OLG在早期表现出免疫抑制倾向；不同亚型（如MOL2 vs. MOL5/6）对疾病的反应也不同：MOL2的免疫相关转录响应更强且表观遗传变化模式独特。该研究揭示了OLG在EAE中动态、亚型特异的响应机制，为MS治疗提供了潜在新靶点。

图一 EAE多发性硬化症小鼠模型中OLG的单细胞多组学分析

作者通过向Sox10:cre-RCE:loxP转基因小鼠注射含MOG_35–55免疫原性肽的完全弗氏佐剂乳剂并随后腹腔注射百日咳毒素，诱导实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）。

在诱导EAE的雄性和雌性小鼠中，在三个不同疾病阶段收集脊髓组织：早期（注射后第8–9天）、高峰期（第14–15天）以及晚期/慢性期（第37–40天）。同时，也从仅接受完全弗氏佐剂处理的对照小鼠中收集了相同时间点的脊髓样本，并额外采集了未经任何处理的健康对照小鼠的脊髓组织。

作者利用荧光激活细胞分选技术，根据增强型绿色荧光蛋白表达对少突胶质细胞进行富集，随后开展单细胞多组学RNA测序和ATAC测序。经过针对各样本的质量控制过滤后，共获得156205个细胞。分别对单细胞RNA测序和单细胞ATAC测序数据进行了Louvain聚类分析。绝大多数细胞为成熟少突胶质细胞、少突胶质前体细胞以及定向分化的少突胶质祖细胞。此外，也捕获到了其他细胞群体，尤其是星形胶质细胞和小胶质细胞。

图二 EAE早期出现并持续存在的类免疫少突胶质细胞具有表观遗传记忆特征

作者发现，在EAE（多发性硬化症小鼠模型）早期，部分MOLs就已转变为独特的“类免疫”状态（imOLG），表现为免疫相关基因表达和染色质开放；这一状态在高峰期最显著，即使到晚期炎症缓解后仍有约32%持续存在，提示少突胶质细胞保留了表观遗传“记忆”。

进一步分析显示，MHC I类基因（如B2m、H2-K1、H2-D1）在EAE早期即上调，并在晚期仍维持较高表达和染色质可及性；而MHC II类主要在高峰期激活。不同亚群响应也不同：OPCs更早启动MHC反应，而MOLs则稍晚。

体外实验证实，OPCs在IFNγ刺激后能“记住”炎症信号：撤除刺激96小时后，免疫基因的染色质仍保持开放，二次刺激时反应更强，表明其具备免疫表观记忆能力。原位杂交和免疫染色进一步验证：imOLG存在于EAE各阶段脊髓中且不限于病灶区域。

综上，少突胶质细胞在疾病晚期仍维持免疫相关基因的“待命”状态，可能在反复炎症中被重新激活，从而推动MS慢性进展。

图三 MOL5/MOL6在EAE早期阶段胆固醇生物合成过程的增强

为探究少突胶质细胞（OLG）在EAE病程中是否动态调控其他生物学过程，作者对不同OLG亚型在各疾病阶段进行了差异基因表达分析，并将差异基因分为四类：第1类（在佐剂对照组高表达）、第2类（早期高表达）、第3类（高峰期高表达）和第4类（晚期高表达），每类还可进一步细分。

研究发现，在EAE（多发性硬化症小鼠模型）不同阶段，OPCs和成熟少突胶质细胞亚型（MOL2、MOL5/6）表现出动态且功能分化的响应。OPCs在早期和高峰期免疫信号增强，高峰期抗原呈递相关基因显著上调，到晚期则大幅回落，但仍保留部分免疫基因的染色质可及性，提示具备“再次激活”的表观遗传潜能；同时，晚期OPCs上调神经发育相关基因（如Dcx、Grip1），可能参与修复。

MOL5/MOL6在早期激活胆固醇合成通路（如Scd1、Sqle等），这可能是一种对脱髓鞘的早期修复反应；高峰期则表达免疫基因（如Psmb8、Tap1），晚期转而上调细胞外基质重塑相关基因，提示参与慢性期组织重建。此外，早晚期还出现调控细胞骨架的RHO GTP酶相关基因，或支持髓鞘再生。

相比之下，MOL2在早期同样短暂上调胆固醇合成基因，但高峰期表现出更强的类免疫特征（如H2-T23、Ciita、Gbp5）；到了晚期，特异性高表达多个轴突导向和发育相关基因（如Plxna4、Sema3b、Ephb2），暗示其参与神经环路重塑。

总体而言，MOL2更偏向免疫激活状态，而MOL5/MOL6更侧重组织修复与神经互作，揭示了少突胶质细胞亚型在神经炎症中分工协作的复杂角色。

图四 MOL2与MOL5/MOL6细胞在EAE疾病环境演变过程中表现出不同的响应模式

作者利用MultiVelo工具整合转录组和表观基因组数据，分析OLG在EAE（多发性硬化小鼠模型）中的动态变化。该方法将每个基因在单个细胞中的状态分为四类：预激活、协同激活、解耦和协同关闭。

结果显示，典型的髓鞘相关基因（如Opalin、Cntn1）在MOL5/MOL6中始终处于“协同激活”状态，表明其持续维持成熟OLG功能；而在MOL2中则多为“预激活”或“协同关闭”，提示其再生能力受限。

相反，免疫相关基因（如B2m、H2-D1、Stat1）在MOL2中高度活跃，表现为“协同激活”或“解耦”，说明染色质开放且持续转录；而在MOL5/MOL6中，这些基因仅在EAE早期短暂激活，随后在高峰期和晚期转为“协同关闭”，免疫活性明显下降。

结合OPCs向类免疫状态转变会抑制其分化能力的已有认知，本研究进一步表明：MOL2偏向免疫激活，而MOL5/MOL6更可能保留再髓鞘潜能。这再次证实，不同OLG亚群在神经炎症中采取截然不同的应对策略，对理解MS慢性进展和修复机制具有重要意义。