2022年08月07日发布 | 871阅读
脑血管外科

卒中特异性髓系细胞:脑卒中治疗的新靶点

李起超

秦皇岛市第一医院

徐涛

海军军医大学附属长征医院





































































































































德国明斯特大学医院神经内科的Carolin Beuker等发现脑卒中发生后在脑实质和脑膜中白细胞因其驻留位置不同而反应不同,并进而认为有一种与卒中相关的髓系细胞,它们主要起源于常驻组织内的小胶质细胞,类似于神经退行性变相关小胶质细胞。SAMC部分保存在人类体内并表现为脂质吞噬表型。针对这些细胞的特异性阻断标记物可以部分改善卒中预后,从而为脑卒中的治疗提供一个潜在的靶点。文章发表于2022年2月的《Nature Communications》在线。


——摘自文章章节

Ref: Beuker C, et al. Nat Commun. 2022 Feb 17;13(1):945. doi: 10.1038/s41467-022-28593-1.


研究背景




长期以来,认为脑膜和脉络丛仅为中枢神经系统提供营养支持和机械保护。然而,近期的研究发现,它们还具有与免疫相关的功能。脑卒中发生后,白细胞可以通过脑膜和其它中枢神经系统边界区进入脑内,从而诱导炎症反应,导致继发性脑损伤。与脑实质的研究相比,关于边界区缺血后的免疫反应尚缺乏进一步的研究。


德国明斯特大学医院神经内科的Carolin Beuker等发现脑卒中发生后在脑实质和脑膜中白细胞因其驻留位置不同而反应不同,并进而认为有一种与卒中相关的髓系细胞(stroke-associated myeloid cells,SAMC),它们主要起源于常驻组织内的小胶质细胞,类似于神经退行性变相关小胶质细胞(neurodegeneration-associated microglia,DAM)。SAMC部分保存在人类体内并表现为脂质吞噬表型。针对这些细胞的特异性阻断标记物可以部分改善卒中预后,从而为脑卒中的治疗提供一个潜在的靶点。文章发表于2022年2月的《Nature Communications》在线。


研究方法



脑卒中在脑实质与中枢神经系统边界区诱导明确的白细胞反应。在脑实质中,炎症反应首先以髓系细胞为主,其次淋巴细胞。为确定中枢神经系统边界区与脑实质的炎症反应发生机制,研究者构建短暂大脑中动脉闭塞的C57BL/6小鼠模型,随后在多个边界区与脑实质中检测细胞免疫的发生。根据动脉闭塞时间不同(30分钟和45分钟)和缺血后分析时间不同(24小时和72小时)进行分组。


研究结果



首先对缺血后小鼠的脑梗死体积进行分析,发现在缺血后72小时梗死体积达到最大,而随着动脉闭塞时间延长梗死体积进一步增加。然后作者使用流式细胞仪对脑卒中后诱发炎症反应的白细胞亚群进行量化分析,结果是在不同时间点和脑组织不同部位,各白细胞亚群的变化不相同。研究进一步采用单细胞转录法鉴定脑实质与软脑膜中特有的与卒中相关的髓系细胞。髓系细胞主要来自于常驻组织的小胶质细胞。对SAMC的进一步研究发现,其有较强的脂质代谢和吞噬作用,提示卒中发生后免疫系统需要清除富含脂质的组织碎片。


接下来,作者将SAMC与DAM与炎症相关的巨噬细胞(inflammation-associated macrophages,IAM)进行比较,发现SAMC可能是特异性的、激活的髓系细胞,其具有较高的溶酶体和吞噬活性,能够清除脂质碎片。在其它种类卒中动物模型和人类卒中患者中,作者都观察到SAMC这一类特异性细胞,提示它是在各个物种间广泛存在、保守性较强的一类细胞。


针对SAMC细胞,作者找到细胞表面的特异性标记物M-CSF和MMP12,并使用单克隆抗体对其进行阻断;观察小鼠卒中模型在梗死30分钟后,梗死区域体积和功能发现,靶向阻断M-CSF后,梗死区域体积显著下降,相关靶标蛋白LPL和ADAM8表达显著下降,小鼠的功能预后也明显改善。靶向MMP12的分子未获得显著结果,但观察到同样的趋势。作者认为,靶向阻断SAMC表面靶点,可以通过减少细胞碎片的吞噬,降低继发性脑损伤,从而改善卒中预后。


研究结论



综上所述,脑实质与中枢神经系统边界区存在与卒中相关的髓系细胞;在缺血后通过吞噬脂质碎片从而导致继发性脑损伤,而通过阻断SAMC的特异性标记物可以改善卒中的预后。然而该研究采用的是啮齿类动物建立模型,实验结果具有一定的局限性,将来需要对人类卒中患者进一步的研究以进一步阐明SAMC在缺血性卒中中的功能,为改善卒中预后提供新的治疗方向。


卒中髓细胞.jpg


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