原研究图 6 比较 ISRIB 处理前后的少突胶质细胞标志、髓鞘与电镜读数。
原研究图 6:ISRIB 处理前后少突胶质细胞标志、髓鞘结构及相应定量结果(Wu 等,CC BY 4.0)。 许可说明

患者细胞建立可观察髓鞘发育的模型

白质消融性白质脑病(VWM)与 EIF2B 基因变异有关。北京大学第一医院团队取 2 名患者的诱导多能干细胞,分别携带 EIF2B5 和 EIF2B4 变异,另以 2 条健康对照细胞系建立脑类器官。研究者希望在同一模型中观察星形胶质细胞、少突胶质细胞和髓鞘,再检验候选分子的作用。

对照类器官培养约 8 周后,已经能够检测到成熟星形胶质细胞和少突胶质细胞标志;到第 10 周,显微镜下可见围绕轴突的髓鞘样结构。这样的时间安排使研究能够比较患者细胞与对照细胞的发育进程,但模型仍是体外神经组织。

2 位患者的模型出现相近缺陷

与健康对照相比,两组患者来源类器官的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性星形胶质细胞比例较低,未成熟或功能异常相关标志较多。少突胶质细胞前体和 Olig2 阳性细胞减少,而第 10 周的髓鞘碱性蛋白(MBP)阳性区域也较少。

电镜显示,患者模型中的髓鞘样结构较稀疏;以轴突直径和含髓鞘总直径计算的 G-ratio 较高,符合髓鞘较薄的观察。研究者还测到 ATF4、XBP1-S 和 ATF6 相关应激信号增强。这些细胞、结构和分子指标为药物比较提供了不同层面的基线读数。

ISRIB 改善部分胶质细胞和髓鞘指标

团队从分化第 1 周开始用真核翻译起始因子 2B(eIF2B)活性调节分子 ISRIB 处理患者与对照类器官,再于第 8–10 周比较发育结果。处理后,两组患者模型中的 GFAP 阳性星形胶质细胞增加,未成熟星形胶质细胞相关标志下降;S100B 的变化则没有显示同样明确的改善。

少突胶质细胞方面,PDGFRα 阳性前体和 Olig2 阳性细胞增多,第 10 周 MBP 信号增强。电镜再次观察到更完整的髓鞘样结构,G-ratio 下降。原研究图 6 同时列出细胞染色、超微结构和定量结果,呈现了药物处理后多个层面的变化。

应激通路读数与药物作用方向一致

ISRIB 处理后,患者模型中升高的 ATF4 和 XBP1-S 转录读数下降,蛋白检测中的 XBP1-S 与活化 ATF6 信号也降低。研究把胶质细胞成熟、髓鞘结构和未折叠蛋白反应(UPR)的变化放在同一实验框架下分析。作者同时提醒,快速分化带来的代谢应激或缺氧也可能影响 UPR 读数;疾病与培养条件的影响仍需分别考察。

这项工作提供了患者来源脑类器官评价候选药物的实例:2 种 EIF2B 变异背景呈现共同的发育缺陷,多项终点在 ISRIB 处理后向健康对照方向变化。药物对不同细胞标志的影响并不完全相同,尚需更多患者来源模型和临床研究判断这些体外信号的适用范围。

来源与延伸阅读

  1. Effects of the Small-Molecule ISRIB on the Rapid and Efficient Myelination of Oligodendrocytes in Human Stem Cell-Derived Cerebral Organoids in Patients With Leukoencephalopathy With Vanishing White Matter. CNS Neuroscience & Therapeutics (2025). DOI: 10.1111/cns.70398 ↗