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目的随着近期髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体(Myelinoligodendrocyte Glycoprotein-Immunoglobulin G,MOG-IgG)的发现,人们逐渐意识到根据不同血清抗体类型,不同抗体相关性视神经炎(Optic neuritis,ON)之间具有差异性的临床特征及发病机制。但由于ON患者中MOG-IgG 阳性患者占比较低,目前多数为小样本研究,因此它与其他抗体亚型ON在临床特征及发病机制方面的异同点仍需进一步确定和探索。本课题旨在进一步分析MOG抗体相关性视神经炎(MOG-ON)与水通道蛋白4(Aquaporin4,AQP4)抗体相关性视神经炎(AQP4-ON)的差异,探索MOG-ON临床特征的独特性,并进一步研究MOG-ON与AQP4-ON患者相关细胞因子和趋化因子的表达水平,及筛选两组ON患者脑脊液显著差异表达的蛋白质种类,为探索MOG-ON与AQP4-ON的病理生理机制提供重要参考。另外,本课题也将进一步研究趋化因子12(chemokine12,CXCL12)通过调控少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte progenitor cells,OPCs)的分化成熟,进而促进中枢神经系统(Central nervous system,CNS)髓鞘修复的分子机制。我们将在细胞和动物试验两方面来证实CXCL12对中枢神经系统髓鞘修复过程的促进作用,这将为探索促进髓鞘再生、提高患者视力预后的可能途径积累新的科学证据。方法(1)回顾性分析2014年12月至2016年1月就诊于我院的所有成人视神经炎患者。根据患者血清抗体检测结果分为三组:AQP4-ON、MOG-ON和seronegative-ON。并进一步分析就诊于我院的慢性复发性炎性视神经病变(chronic relapsing inflammatory optic neuropathy,CRION)患者,根据血清抗体类型分为MOG-CRION及seronegative-CRION两组进行分析和比较。(2)收集59个入组血清样本并根据血清抗体种类分为三组:健康对照(Health controls,HCs),AQP4-ON 及 MOG-ON,采用 ELISA 法检测并对比两组ON中52种细胞因子/趋化因子的表达水平。并进一步收集三组脑脊液样本各12例进行蛋白质组iTRAQ定量检测并分析对比。(3)对Lewis大鼠行CXCL12过表达处理并诱导构建实验性自身免疫性脑脊髓炎模型(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,EAE)。观察 CXCL12上调后动物模型发作症状的严重程度及发作频率,并行为学评分。在体外试验中,分离培养大鼠OPCs并添加不同浓度的CXCL12及其抑制剂AMD3100进行诱导,在其分化过程中检测相关标志蛋白,确定CXCL12浓度与OPCs分化的相关性,明确CXCL12对OPCs的功能。结果(1)在中国急性脱髓鞘性视神经炎成人患者中,MOG-ON患者最终视力恢复最好,其中约1/3表现为与CRION相同的激素依赖性。在对33位CRION患者的进一步研究中发现,81.8%均为成人(≥18岁),72.5%预后较好(>20/40)。MOG-CRION 患者年复发率(Annual recurrence rate,ARR)明显高于seronegative-CRION组患者,且更易累及视神经眶内段和管内段。(2)MOG-ON 组与正常组相比,.有 11 种(包括 CCL22/MDC,CCL13/MCP-4,CCL21/6Ckine,CCL27/CTACK,CCL8/MCP-2,CXCL14/BRAK,Contactin-I,Kallilrein 6/Neurosin,Midkine,VCAM-I and Fas)表现有显著性差异。AQP4-ON组与正常组相比,有 10种(包括CCL1/I-309,CCL22/MDC,CCL28,CCL17/TARC,CCL27/CTACK,CXCL2/GRO beta,Contactin-1,Midkine,Chemerin and Synuclein-alpha)表现有显著性差异。AQP4-ON组血清中C5/C5a和Midkine水平明显高于MOG-ON组。另外质谱分析结果显示,AQP4-ON与MOG-ON两组间有180种蛋白水平有显著差异,其中上调蛋白99种,下调蛋白81种。差异蛋白主要体现的信号通路包括补体系统信号通路、不同环境中的微生物代谢途径等。(3)CXCL12在Lewis大鼠脊髓中过表达后可显著减轻EAE模型临床症状并减少发作频率。添加AMD3100进行诱导可明显减弱CXCL12对CNS的保护功能。在体外试验中,1Ong/ml CXCL12可显著促进OPCs分化为少突胶质细胞。另外,我们发现部分NG2+OPCs可共表达CXCL12和CXCR4。结论(1)在中国成人急性脱髓鞘性ON中MOG-ON占比最小,其1/3患者有激素依赖性,而AQP4-ON和seronegative-ON患者中出现较少。在CRION患者中MOG-CRION占比最大,好发于成人并多累及单眼。与seronegative-CRION组相比,MOG-CRION具有其独特的临床特点。(2)AQP4-ON 及 MOG-ON 两组患者血清中 CXCL6/GCP-2,Midkine 和C5a的浓度水平差异表明了其不同的免疫机制,对监测炎症过程和治疗反应具有一定的参考作用。差异蛋白的筛选,验证了两组ON在补体系统信号通路中的差异,为进一步揭示两组ON不同的发病机制提供了参考。(3)CXCL12可通过CXCL12/CXCR4轴促进OPCs分化和成熟,增强髓鞘再生,从而缓解疾病临床症状及减少复发次数。提示CXCL12/CXCR4轴可能为脱髓鞘疾病治疗的另一发展思路。简述之,本课题主要研究了中国抗体相关性ON的临床特征及预后,发现及分析了相关蛋白水平差异,并进一步验证了补体信号通路在两组ON间的不同,为发现潜在的生物标记物及探索不同抗体亚型ON的病理生理机制提供重要参考。另一方面,本研究发现CXCL12可通过CXCL12/CXCR4轴促进OPCs的分化和成熟从而增强髓鞘再生,为探索促进髓鞘再生、提高患者视力预后的可能途径积累新的科学证据。