标题：Brain accumulation of lactosylceramide characterizes GALC deficiency in a zebrafish model of Krabbe disease

期刊： Brain（IF12.6）

DOI： 10.1093/brain/awaf150

时间：2025.4.30

研究背景

克拉伯病（KD）是罕见的神经系统遗传病，其致病基因为半乳糖脑苷脂酶基因GALC，GALC缺陷会导致乳糖神经酰胺（LacCer）、半乳糖基鞘氨醇（psychosine）等有毒代谢产物在神经系统中积聚，引发严重的神经功能障碍，但目前LacCer在KD中的作用研究不足，亟需进一步阐明。

关键发现

本研究利用斑马鱼基因编辑技术敲除galca/galcb，建立galcb KO模型，可重现KD核心病理，揭示了脑内LacCer积累是GALC缺陷特征：

斑马鱼KD模型：galcb是主要功能同源基因，其缺失会引起KD样疾病。galcb KO使斑马鱼胚胎和成年脑总GALC活性下降>80%，杂合子约50%，galca KO几乎无影响；双galca/galcb KO未比单KO恶化，提示galca贡献不超过10–15%。纯合galcb KO斑马鱼不育、寿命缩短至约4个月，出现进行性运动障碍、螺旋样失控游动和摄食下降；

脑病理学：重现KD核心的脱髓鞘、神经炎症和神经退行性变。脑内mbp、mpz下降，髓鞘损伤、髓鞘化轴突减少、g-ratio升高；但cspg4、olig2和总MBP不变，提示少突胶质细胞功能障碍。il1b、tnfa、il8、gfap、mpeg1、apoeb上调，L-plastin阳性细胞及PAS阳性球形细胞增多；脑重下降、caspase 3阳性细胞增加、neurod1/neun下降、nestin上调。1月龄已见炎症和髓鞘基因改变，4月龄出现神经元丢失和胶质增生；

脂质组学：LacCer是突出积累的GALC底物。脑内LacCer由10.48增至386.8pmol/mg，所有酰基链LacCer及DH-LacCer均增加；含psychosine的HexSph增加<2倍、<1.86 pmol/mg。LacCer在7dpf已升高。GALC缺失致降解受阻，glb1上调不足，neu1上调可能促进GM3向LacCer转化；斑马鱼缺乏A4GALT、无Gb3干扰，脑LacCer基础水平远高于小鼠，HexSph相近；

功能验证：KO脑内LacCer具有直接促炎和信号激活活性。 KO脑内Erk1/2、Akt磷酸化增强，NF-κB 5有限活化。胚胎脑室注射LacCer可上调il1b、tnfa、il6、mpeg1，增加mpeg1:EGFP巨噬细胞浸润，无明显发育或生存影响；psychosine与LacCer抑制GALC底物转化效力相似，表明LacCer直接驱动神经炎症。

研究意义

· 建立galcb KO斑马鱼KD模型，揭示LacCer显著积累并具有促炎活性，为KD发病机制研究、药物开发等提供新平台。