美国巴尔的摩马里兰大学医学院神经外科的Orest Tsymbalyuk等通过小鼠TBI实验模型探索TBI对DCs的影响,结果发表于2022年10月的《Journal of Neuroinflammation》在线。
——摘自文章章节
【Ref: Tsymbalyuk O, et al. J Neuroinflammation. 2022 Oct 1;19(1):238. doi: 10.1186/s12974-022-02609-5.】
创伤性脑损伤(TBI)是人们致残的主要原因之一。在美国,每年约170万人遭遇TBI,死亡率占所有伤害死亡的30%,每年治疗成本600亿美元。TBI对脑组织造成严重创伤,引发一系列细胞、分子和生理生化改变,即“继发性损伤”。TBI的临床结局由原发性和继发性损伤的性质和严重程度决定。控制神经炎症的临床意义已经明确,但TBI介导的继发性损伤的病理生理后果仍不完全清楚。
树突状细胞(DCs)是有效抗原呈递细胞、免疫系统的哨兵。DCs启动和塑造先天的和适应性免疫反应,尤其对于启动保护性T和B细胞反应至关重要,构成抵御入侵病原体的第一线防御。DCs分化和功能受损最终导致严重的自身免疫缺陷,增加对病毒、细菌和真菌的易感性。
DCs存在于人体的多种组织中,大致分为三类:传统或经典DCs(cDCs),进一步分为cDC1和cDC2亚群;浆细胞样DCs(pDCs);单核细胞来源的DCs(moDCs)。cDCs在局部环境中巡逻,主动吞噬和采样外来抗原,迁移到引流淋巴结的T细胞区,并向无抗原经验的T细胞呈递抗原肽。pDCs对于I型干扰素的产生和抗病毒免疫的建立尤为重要。而moDCs由单核细胞在粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF、CSF-2)和白细胞介素4(IL4)的介导下生成,可用于临床抗癌免疫治疗。
早期研究证实,TBI对外周免疫细胞的影响,包括先天固有(粒细胞和巨噬细胞)和适应性(T、B和NK细胞)免疫系统。最近研究发现,DCs介导的功能在TBI、大脑中动脉闭塞和脑缺血等中枢神经系统(CNS)损伤中的意义。然而,TBI对DCs发展的生理影响是完全未知的。既往研究表明,Flt3+造血祖细胞对急性和慢性炎症更敏感。基于Flt3/Flt3L信号轴在DCs分化和维持中的关键作用,研究者推测TBI诱导的炎症影响外围DCs的分化和维持。美国巴尔的摩马里兰大学医学院神经外科的Orest Tsymbalyuk等通过小鼠TBI实验模型探索TBI对DCs的影响,结果发表于2022年10月的《Journal of Neuroinflammation》在线。
研究者在小鼠TBI实验模型建立后的第1天、第3天或第7天,大脑皮质中度受损小鼠(CCI)或假手术(sham)小鼠中收集长骨、脾脏、外周淋巴结(pLNs)、肠系膜淋巴结(mLNs)、肝脏、肺、皮肤和血液等组织。用冲洗法从后肢胫骨和股骨中分离骨髓细胞(BM)。制作单细胞悬液,红细胞用氯化铵溶解,随后用70μM尼龙网过滤。通过基于10色流式细胞术的免疫分型研究,鉴定BM组织的DCs亚群和DCs祖细胞。通过H2DCFDA染色检测细胞内活性氧(ROS)状况。
研究结果显示,TBI后第3天和第7天,脾脏和脑脊髓区DCs的分布和绝对数量发生改变。TBI后第3天和第7天,DCs抗原呈递相关的分子在细胞表面的表达受到影响。TBI后,循环系统和淋巴系统的组织特异性DCs亚群的分布和功能发生不平衡。TBI后,DCs早期分化程序,特别是造血干细胞向常见DCs祖细胞的分化受到干扰。TBI后第3天和第7天,DCs祖细胞和分化的DCs细胞内ROS水平降低。
该研究首次发现,TBI影响DCs的分布,导致DCs亚群在淋巴和非淋巴器官中失衡。在TBI急性期和亚急性期,TBI导致DCs中ROS水平降低,这可能解释TBI后DCs分化模式的改变。作者指出,深入了解脑外伤后DCs缺陷的分子机制对于治疗急性中枢神经系统损伤(如脑外伤、卒中和脊髓损伤)患者的感染至关重要。

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