在神经科学领域，亨廷顿病(HD)一直被视为一种致命的遗传性神经退行性疾病，其特征性运动障碍、认知衰退和精神症状给患者带来巨大痛苦。这种疾病源于亨廷顿(HTT)基因中CAG三核苷酸重复序列的异常扩展，导致突变HTT(mHTT)蛋白在细胞内形成毒性聚集体。虽然以往研究多聚焦于神经元本身的病变，但近年来科学家们逐渐认识到，星形胶质细胞等神经胶质细胞在HD发病机制中扮演着重要角色。
更令人关注的是，WNT信号通路的异常调控在多种神经退行性疾病中被陆续发现，然而其在HD中的具体作用机制尚不明确。特别是非经典WNT信号通路如何通过影响星形胶质细胞功能，进而导致神经元损伤的分子机制，成为领域内亟待解决的关键科学问题。
在这项发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》的研究中，Phuong Thi Thanh Nguyen等研究人员开展了一系列深入探索。他们发现HD患者和模型小鼠纹状体星形胶质细胞中WNT5B表达显著升高，这一现象与CAG重复序列长度、疾病持续时间或疾病分级无显著相关性，提示WNT5B上调可能是HD病理过程中的一个早期事件。
研究团队运用RNA测序(RNA-seq)、免疫组织化学、蛋白质印迹(Western blot)和免疫荧光等多种技术手段，结合来自波士顿大学阿尔茨海默病研究中心的20例HD患者和49例正常对照的死后脑组织样本，以及N171-82Q转基因HD小鼠模型，系统阐述了WNT5B-NFATc2-MMP14信号轴在HD发病机制中的关键作用。
WNT5B在HD星形胶质细胞中的上调
研究人员通过对HD患者前额叶皮层进行RNA-seq分析，发现19个WNT基因中WNT5B表达水平最高，且在HD患者中显著上调。蛋白质印迹分析证实HD患者纹状体组织中WNT5B蛋白水平升高。免疫荧光染色显示，HD患者尾状核和壳核的GFAP阳性星形胶质细胞中WNT5B免疫反应性增强。在N171-82Q HD模型小鼠中，S100β阳性星形胶质细胞同样表现出WNT5B免疫反应性增加。这些结果一致表明mHTT诱导星形胶质细胞WNT5B上调，可能参与HD的病理机制。
WNT5B过表达改变HD小鼠ECM相关基因表达
研究人员通过向N171-82Q小鼠背侧纹状体注射AAV-GFAP-WNT5B-P2A-mCherry病毒，实现星形胶质细胞特异性WNT5B过表达，并进行RNA-seq分析。主成分分析(PCA)显示WNT5B过表达引起HD小鼠转录组谱的明显改变。基因本体(GO)分析发现632个在N171-82Q小鼠中下调且被WNT5B过表达进一步抑制的基因显著富集于细胞外基质(ECM)相关过程。在星形胶质细胞特异性ECM相关基因中，MMP14作为ECM降解酶，在N171-82Q+WNT5B小鼠中显著上调。
WNT5B通过非经典WNT信号诱导MMP14表达
蛋白质印迹分析显示HD患者死后脑组织纹状体提取物中总MMP14蛋白显著增加。双色染色进一步证实HD死后脑片纹状体星形胶质细胞中MMP14免疫反应性增强。体外实验表明，WNT5B过表达不改变CTNNB1/β-连环蛋白mRNA水平，也不影响核CTNNB1免疫反应性，说明WNT5B不激活经典WNT/β-连环蛋白信号，而是优先激活非经典通路。非经典WNT信号通过钙离子依赖性级联反应激活NFAT转录因子，其中WNT5B过表达显著增加NFATc2表达，并促进其核转位。
研究人员预测MMP14启动子区域包含约12个NFATc2-DNA结合元件。通过一系列嵌套缺失构建体，证实所有报告构建体在人星形胶质细胞中均表现出NFATc2依赖性激活。蛋白质印迹分析显示NFATc2过表达以剂量依赖性方式增加MMP14蛋白水平。这些结果确立了NFATc2作为星形胶质细胞MMP14表达的关键转录调节因子。
雌激素受体信号通过物理相互作用拮抗NFATc2介导的MMP14转录
研究发现植物雌激素金雀异黄素在病理条件下显著减弱mHTT表达星形胶质细胞中MMP14启动子活性的增加。金雀异黄素的抑制作用被选择性NFAT通路抑制剂环孢素A模拟，并被ERα拮抗剂氟维司群完全消除。哺乳动物双杂交实验显示ERα直接与NFATc2调节结构域相互作用，抑制NFATc2驱动的转录活性。免疫共沉淀(IP)进一步验证了ERα-NFATc2在蛋白水平的相互作用。
WNT5B功能获得破坏HD小鼠ECM完整性并诱导MSN损伤
体内实验表明，星形胶质细胞WNT5B过表达进一步降低N171-82Q小鼠纹状体中DARPP-32免疫反应性和DARPP-32阳性神经元数量。MMP14免疫反应性在N171-82Q+WNT5B小鼠纹状体星形胶质细胞中升高。阿尔新蓝染色显示N171-82Q中糖胺聚糖(GAGs)显著减少，WNT5B过表达进一步加剧ECM降解。此外，WNT5B过表达增强小胶质细胞激活、星形胶质细胞肥大和神经元凋亡，并增加mHTT免疫反应性。
WNT5B功能获得加剧HD小鼠运动缺陷并缩短寿命
行为学实验显示，WNT5B过表达进一步损害N171-82Q小鼠的旋转杆表现和运动协调性。在尾部悬吊试验中，N171-82Q+WNT5B小鼠前肢和后肢抓握次数显著增加。Kaplan-Meier生存分析显示N171-82Q+WNT5B小鼠寿命(平均生存期114天)显著短于注射对照病毒的N171-82Q小鼠(平均生存期129天)。
靶向敲低星形胶质细胞Wnt5b、Nfatc2或Mmp14挽救ECM完整性和神经元损伤
研究人员使用星形胶质细胞特异性Cre表达AAV(AAV-GFAP-Cre)与Cre依赖性shRNA载体，在AAV-mHTT(103Q)诱导的HD小鼠模型中选择性敲低Wnt5b、Nfatc2或Mmp14。组织学检查显示，与25Q+shCont小鼠相比，103Q+shCont小鼠出现明显的神经元萎缩，而星形胶质细胞敲低这些基因显著挽救神经元形态。阿尔新蓝染色进一步证明，沉默Wnt5b、Nfatc2或Mmp14保留糖胺聚糖含量，表明ECM完整性得到保护。
植物雌激素防止ECM降解并减轻HD小鼠神经元损伤
金雀异黄素治疗改善N171-82Q小鼠的宏观神经病理改变。尼氏染色证实金雀异黄素治疗显著恢复MSN核大小。透射电子显微镜(TEM)显示金雀异黄素治疗改善MSN核收缩。免疫组化分析显示金雀异黄素治疗增加HD小鼠纹状体中DARPP-32免疫反应性和DARPP-32阳性神经元数量，同时降低MMP14免疫反应性。阿尔新蓝染色显示N171-82Q+金雀异黄素小鼠ECM完整性恢复。此外，金雀异黄素显著降低神经元凋亡和mHTT免疫反应性。
植物雌激素改善运动缺陷并延长HD小鼠寿命
行为学分析表明，金雀异黄素治疗显著减少尾部悬吊试验中前肢和后肢抓握行为，改善自发运动活动。计算机辅助足迹分析显示，金雀异黄素治疗改善运动协调性，表现为步长和步宽正常化。这些行为改善与神经病理恢复相平行，并转化为N171-82Q小鼠寿命延长(中位生存期：N171-82Q为105天，N171-82Q+金雀异黄素为125天)。
本研究创新性地揭示了星形胶质细胞WNT5B-NFATc2-MMP14信号轴作为驱动HD中ECM降解和神经元萎缩的关键病理级联反应。研究结果表明，在HD条件下，mHTT诱导星形胶质细胞WNT5B表达，激活非经典WNT信号通路，促进NFATc2介导的转录。NFATc2激活上调反应性星形胶质细胞中MMP14表达，过量的MMP14加速ECM降解、神经元萎缩和mHTT聚集。金雀异黄素通过增强ERα活性，与NFATc2发生物理相互作用，拮抗其在MMP14启动子上的转录活性，从而防止ECM降解并减轻HD中的神经退行性变。
该研究的重要意义在于首次系统阐明了星形胶质细胞非经典WNT信号在HD病理机制中的关键作用，并发现植物雌激素金雀异黄素作为该通路的有效调节剂。这不仅为理解HD发病机制提供了新的分子视角，也为开发针对神经胶质细胞的靶向治疗策略奠定了坚实基础，对HD及其他神经退行性疾病的治疗具有重要启示意义。
