卡罗林斯卡研究所和斯德哥尔摩大学的合作科学家使用一种称为原位测序(ISS)的技术来帮助揭示多发性硬化症(MS)病变如何在细胞水平上发展。通过对患有实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)(多发性硬化症模型)的小鼠和人体组织进行研究和分析，研究小组以单细胞分辨率绘制了多发性硬化症神经病理学的空间图，以揭示疾病进化背后的细胞结构和动力学。他们表示，他们的发现可能为多发性硬化症治疗指明新靶点。

卡罗林斯卡医学院医学生物化学和生物物理学系GonçaloCastelo-Branco教授研究小组的博士生PetraKukanja说：“我们想了解哪些细胞是病变的一部分，以及它们随时间的动态变化。”研究所。Kukanja是该团队在《Cell》上发表的论文的共同第一作者，论文题为“进化神经炎症病变和多发性硬化症病理学的细胞结构”，其中他们表示，“我们可以识别组成不同的病理区室，证明与MS病变特征相比，MS病变特征的精确度更高。通过神经病理学评估……通过以单细胞分辨率建立小鼠和人类多发性硬化症神经病理学的空间资源，我们的研究揭示了多发性硬化症背后复杂的细胞动力学。”

全球有超过180万人被诊断患有多发性硬化症。作为多发性硬化症病理学的一部分，人体的免疫细胞会攻击称为少突胶质细胞的神经胶质细胞，这些细胞形成髓磷脂。如果没有髓磷脂，神经细胞之间的信号就无法像平常一样快速传播，从而导致感觉减退和缺乏协调等症状。

MS的特点是大脑和脊髓病变。作者进一步解释说：“多发性硬化症(MS)是一种复杂的疾病，其病因学和病变病理学尚不清楚，涉及多因素。病变由炎症、神经胶质增生、脱髓鞘和/或神经变性定义，影响中枢神经系统(CNS)的白质和灰质(WM和GM)。”

科学家们指出，尽管单细胞分析为多发性硬化症细胞病理学提供了一些见解，但对该疾病背后的细胞进化过程仍然知之甚少。在他们新报告的研究中，他们利用了一种被称为原位测序的技术，该技术是由斯德哥尔摩大学的共同通讯作者MatsNilsson博士的研究小组开发的。

ISS涉及通过读取特定细胞中哪些基因处于活跃状态来分析和识别属于组织切片一部分的细胞。这种单细胞空间表达谱揭示了不同细胞类型在组织(在本例中为脊髓)中的排列方式，以及细胞之间如何相互作用。为了研究多发性硬化症病变如何发展，研究人员在不同时间从EAE小鼠模型和人类多发性硬化症患者身上采集了样本。研究小组写道：“亚细胞空间分辨率使我们能够绘制细胞间相互作用的动态图，并确定EAE病变发展过程中细胞事件的顺序。”“我们将我们的发现与死后颈脊髓的人类多发性硬化症细胞病理学相关联……”

“我们同时分析了239个基因，发现小鼠体内的活性病变是在二维离心中形成的，免疫细胞位于中间，周围有不同类型的神经胶质细胞，”该研究的共同第一作者、博士生ChristofferMattssonLangseth说。斯德哥尔摩大学MatsNilsson教授小组的生物化学和生物物理学系。

在小鼠中，可以看到病变首先出现在脊髓中，然后扩散到大脑。在四名已故多发性硬化症患者的脊髓样本中，同时分析了260个基因，并确定了病变的细胞结构。研究人员还发现了新的病变以及病变内新的亚结构。“……我们发现了人类脊髓样本中稳态和DA神经胶质细胞的空间偏好，这与我们在小鼠中的观察结果一致，”他们报告道。“我们证明，与疾病相关的(DA)神经胶质细胞独立于病变而产生，并在疾病过程中动态诱导和解决……人类档案MS脊髓的单细胞空间图谱证实了稳态和DA神经胶质细胞的差异分布，使得将活动性和非活动性病变反卷积成子区室，并识别新的病变区域。”

此前，少突胶质细胞主要被视为免疫细胞攻击的受害者。库坎贾指出：“事实上，它们不仅在病变的外部区域活跃，而且在整个大脑和脊髓中也活跃，这引发了一个问题：它们是抑制疾病还是驱动疾病。”“……我们的结果表明，多发性硬化症神经病理学的几个方面，包括某些神经胶质状态及其分布，对于小鼠EAE和人类多发性硬化症病理学来说是常见的，”该团队继续说道。“我们的研究提供了对多发性硬化症疾病演变动态的见解，将全球神经病理学与病变演变联系起来，并揭示了可能构成多发性硬化症治疗新靶点的细胞和分子途径。”

自2019年以来，这两个研究小组进行了广泛而富有成效的合作，并贡献了各自的专业知识——卡罗林斯卡研究所在MS背后的细胞生物学领域，斯德哥尔摩大学则在原位测序和复杂图像新方法方面拥有开创性技术分析。接下来，科学家们希望使用相同的方法来分析其他多发性硬化症患者的样本，因为这种疾病的异质性非常强。他们想要回答的另一个问题是，当患者接受不同类型的治疗时，病变会是什么样子。

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