CSF1R(Colony-Stimulating Factor 1 Receptor)是一种酪氨酸激酶受体,在巨噬细胞的分化和功能中起着至关重要的作用。CSF1R的信号通路在多种生物学过程中发挥关键作用,包括造血、组织修复、免疫反应和神经系统疾病。CSF1R主要在巨噬细胞中表达,是巨噬细胞发育和存活所必需的。CSF1R的失调与多种疾病的发生和发展有关,包括肿瘤、炎症性疾病和神经系统疾病。
自2012年发现CSF1R基因突变与遗传性弥漫性球形白质脑病有关以来,全球已发现70多种不同的突变。CSF1R相关的白质脑病在临床、放射学和病理学上得到了明确的特征描述。患者通常在40-50岁时出现额颞叶痴呆样表型,并伴有运动症状,包括锥体束和锥体外束体征。女性倾向于比男性更早出现临床症状。脑成像上,除了白质异常外,胼胝体的变薄、白质中的弥散受限病变和脑钙化是其特征。病理学上,CSF1R相关的白质脑病的主要特征是原发性轴索病,随后出现脱髓鞘[1]。
研究表明,CSF1R在神经系统疾病中起着重要作用。例如,CSF1R的抑制可以减缓神经性疼痛的发展。在神经性疼痛的小鼠模型中,CSF1R和星形胶质细胞的表达在脊髓背角中显著增加。使用CSF1R抑制剂PLX3397可以减少SNI小鼠SDH中的CSF1R和星形胶质细胞的表达,并显著减轻SNI小鼠的痛觉超敏[3]。
CSF1R的基因调控机制也是研究的热点。CSF1R基因座包含一个高度保守的超级增强子,称为fms内含子调节元件(FIRE)。基因组中FIRE的缺失会选择性影响CSF1R的表达和组织巨噬细胞的发展。FIRE缺失的小鼠在胚胎期缺乏巨噬细胞,大脑中的小胶质细胞和皮肤、肾脏、心脏和腹膜中的定居巨噬细胞。FIRE缺失的小鼠没有生长、神经或发育异常,这为研究组织特异性巨噬细胞群体的稳态、生理和免疫功能提供了一个模型[2]。
CSF1R的信号通路在癫痫的发生和发展中也发挥着重要作用。通过建立一个以CSF1R为中心的促炎基因调控网络(GRN)的数学模型,研究人员发现STAT1和STAT3对GRN其他成分的表达有最强的调控作用。模型预测,促炎刺激可以导致不可逆的双稳态,其中GRN成分的表达水平出现两种不同的状态。双稳态的不可逆性可能需要长期抑制CSF1R GRN才能获得治疗效果。细胞之间的异质性可能导致不同的治疗效果[4]。
此外,CSF1R还与阿尔茨海默病(AD)的发生和发展有关。通过计算分析AD相关的微阵列数据集,研究人员发现H2-Ob基因作为CSF1R和Milr1基因共表达关系的开关,可能通过调节肥大细胞和小胶质细胞之间的通信影响AD的发病。H2-Ob基因在AD中上调,这表明H2-Ob基因可能参与AD的发病机制[5]。
综上所述,CSF1R是一种重要的酪氨酸激酶受体,在巨噬细胞的分化和功能中起着至关重要的作用。CSF1R的失调与多种疾病的发生和发展有关,包括肿瘤、炎症性疾病和神经系统疾病。CSF1R的研究对于深入理解巨噬细胞的功能和疾病的发生机制具有重要意义,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Konno, Takuya, Kasanuki, Koji, Ikeuchi, Takeshi, Dickson, Dennis W, Wszolek, Zbigniew K. 2018. CSF1R-related leukoencephalopathy: A major player in primary microgliopathies. In Neurology, 91, 1092-1104. doi:10.1212/WNL.0000000000006642. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30429277/
2. Rojo, Rocío, Raper, Anna, Ozdemir, Derya D, Hume, David A, Pridans, Clare. 2019. Deletion of a Csf1r enhancer selectively impacts CSF1R expression and development of tissue macrophage populations. In Nature communications, 10, 3215. doi:10.1038/s41467-019-11053-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31324781/
3. Xu, Chao, Zheng, HuanYu, Liu, TianYu, Zhang, YunPeng, Feng, Yi. 2021. Bioinformatics analysis identifies CSF1R as an essential gene mediating Neuropathic pain - Experimental research. In International journal of surgery (London, England), 95, 106140. doi:10.1016/j.ijsu.2021.106140. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34628075/
4. Gérard, Claude, De Mot, Laurane, Cordi, Sabine, van Eyll, Jonathan, Lemaigre, Frédéric P. 2021. Temporal dynamics of a CSF1R signaling gene regulatory network involved in epilepsy. In PLoS computational biology, 17, e1008854. doi:10.1371/journal.pcbi.1008854. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33819288/
5. Khayer, Nasibeh, Motamed, Nasrin, Marashi, Sayed-Amir, Goshadrou, Fatemeh. 2023. RT-DOb, a switch gene for the gene pair {Csf1r, Milr1}, can influence the onset of Alzheimer's disease by regulating communication between mast cell and microglia. In PloS one, 18, e0288134. doi:10.1371/journal.pone.0288134. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37410787/