排版 | AiBrain 编辑团队
2023年1月5日，中山大学孙逸仙纪念医院脑科学研究中心、神经科唐亚梅教授团队在Cell Press细胞出版社旗下Neuron期刊上发表了题为“Microglia drive transient insult-induced brain injury by chemotactic recruitment of CD8+ T lymphocytes”的研究论文，阐明了放射后小胶质细胞通过分泌趋化因子CCL2及CCL8，吸引CD8+ T细胞浸润脑组织并引发脑损伤的机制，为放射性脑损伤的治疗提出新的干预策略。
该研究在国家自然科学基金杰出青年项目、重点国际合作项目等基金资助下完成，中山大学孙逸仙纪念医院脑科学研究中心、神经科的博士后石中山、喻佩，林伟杰副研究员及研究助理陈斯泰为论文共同第一作者，唐亚梅教授为论文唯一通讯作者。该研究同时得到了美国梅奥诊所的Long-Jun Wu教授及香港中文大学Ho Ko教授的大力支持。
放射性脑损伤（radiation-induced brain injury，RIBI）是头颈部肿瘤放疗后严重的并发症，多发于放射治疗结束后3-5年，临床表现为认知障碍或癫痫等症状，病理改变为脑组织水肿、坏死等，严重影响患者生活质量。目前放射性脑损伤的发病机制不明确，治疗手段有限，使得放射性脑损伤的临床防治成为领域内的关键难题之一。
近年来，在阿尔兹海默症、帕金森病等神经疾病中，陆续发现了获得性免疫的重要参与者T淋巴细胞对脑脊液及脑组织的浸润现象，然而T淋巴细胞浸润中枢神经系统的机制及可能的致病机理仍有待阐明。在本研究中，为了系统地研究参与放射性脑损伤的细胞类型和分子机制，作者首先对放射性脑损伤病灶切除手术中获得的组织标本进行了单细胞转录组测序分析，发现病灶中存在显著的CD8+ T细胞浸润现象。同时，针对不同患者病灶组织的单细胞TCR测序结果也显示，浸润脑组织的CD8+ T细胞发生了显著的克隆扩增。多方面证据提示浸润的CD8+ T细胞可能引起脑组织损伤，作者在CD8a-DTR转基因小鼠和野生型小鼠上依据课题组前期研究成果（He, et al, FASEB journal, 2020）制备放射性脑损伤模型，分别使用白喉毒素或Cd8a中和抗体系统性敲除全身CD8+ T细胞，发现CD8+ T细胞敲除后脑损伤病灶显著缩小，证实了CD8+ T细胞在介导放射性脑损伤发生中具有关键作用。
接下来，作者对放射后CD8+ T细胞如何浸润脑组织的机制展开进一步的探索。通过细胞互作分析，发现了一群高表达CCL2及CCL8等趋化因子的小胶质细胞亚群可能引发了CD8+ T细胞趋化入脑。应用RNAscope染色、体外实验以及小胶质细胞特异性敲除CCL2或CCL8的转基因小鼠模型，中和抗体以及小分子抑制剂等手段，作者证明通过干预CCL2/CCL8-CCR2/CCR5信号通路可有效抑制CD8+ T细胞迁移，显著减轻放射性脑损伤病灶。
有文献报道在诸如脑缺血等其他神经疾病中，也存在外周CD8+ T细胞向中枢神经系统的浸润。因此，研究团队进一步探索上述CCL2/CCL8-CCR2/CCR5信号通路是否同样参与了其他脑疾病，并且最终确定了阻断该信号通路可显著减轻大脑中动脉缺血（MCAO）导致的脑损伤。
本研究首次证明了大脑在受到射线或者脑缺血的刺激后，小胶质细胞通过分泌趋化因子CCL2及CCL8，吸引外周CD8+ T细胞浸润，释放穿孔素和颗粒酶等细胞毒性因子，引起大脑的继发性损伤。同时，本文也首次为通过抑制T淋巴细胞介导的获得性免疫来防治放射性脑损伤和脑缺血等脑疾病提供了创新理论和实验基础。
全文研究机制概览
Cell Press细胞出版社公众号特别邀请唐亚梅教授代表研究团队接受了专访，请她为大家进一步详细解读。
CellPress
放射性脑损伤疾病的特点有哪些？
唐亚梅教授
放射性脑损伤多见于头颈部肿瘤放疗后，尤其是鼻咽癌高发的地区，比如在我国华南地区及东南亚，非常常见，放脑性脑损伤的主要特点是迟发性和进行性加重，它一般在放疗结束后3-5年才被发现，并且会不断的加重。放射性脑损伤发病机制非常复杂，涉及到了诸多环节，需要一步步的去探索研究，然后寻找新的干预靶点。
我们的这个研究发现了获得性免疫相关的CD8+ T细胞作为重要角色参与了放射性发病过程，也印证了放射性脑损伤发病机制的复杂性。
CellPress
大脑通常被认为是免疫豁免器官，为什么选择从免疫入手阐释放射性脑损伤机制？
唐亚梅教授
大脑在头颈部肿瘤放射治疗中不可避免地受到射线损伤，部分患者表现为急性损伤，症状在短时间内修复，多数的患者表现为迟发性放射性脑损伤，患者症状多在放疗结束后3-5年后出现，主要表现为认知障碍等症状，提示存在慢性神经损伤特征。
近年来在多发性硬化、阿尔兹海默症等疾病中的研究发现外周浸润T细胞和疾病相关小胶质细胞可能参与慢性神经疾病发生发展，给我们带来了启发。
此外我们基于单细胞水平的非监督聚类和细胞互作分析确定放脑存在明显的小胶质细胞炎性化和细胞毒性T细胞趋化浸润机制，由此我们坚定了从获得性免疫的角度研究放射性脑损伤的机制。
CellPress
该研究有什么潜在的临床价值？
唐亚梅教授
除了在航天领域及核工业领域的工作者外，放射性脑损伤患者一般前期都是肿瘤患者，对肿瘤治疗来说，需要CD8+ T的肿瘤免疫作用，但是如果CD8+ T细胞进入到正常脑组织，则会引起脑损伤，因此，本研究临床价值的一方面在于为减少CD8+ T细胞向脑组织浸润提供了参考，这是治疗放射性脑损伤的一个新的方向。
更为重要的是，我们的研究证实在缺血性脑损伤模型中，小胶质细胞通过CCL2/CCL8-CCR2/CCR5信号通路趋化CD8+ T淋巴细胞浸润脑实质同样参与疾病的发生发展，基于该共性的机制，我们的研究为包括脑卒中在内的其他神经疾病开发新的治疗方法提供了启发与参考。
CellPress
团队在放射性脑损伤方向或神经免疫方向未来有何研究计划？
唐亚梅教授
由于放射性脑损伤发病机制的复杂性，我们目前仅仅对其全貌有了局部的认识，未来，我们将继续深入研究放射性脑损伤可能涉及到的各个环节，各种细胞及分子，力求更加全面真实的了解其中的机制，然后靶向关键环节及关键分子，尝试新的治疗手段。
我们感兴趣的是神经免疫参与了许多神经疾病的发生，其中既有相同之处又有不同之处，之后，课题组将继续深入解析神经免疫在神经退行性疾病等中的作用，为脑疾病的治疗提供新的方向。
唐亚梅 教授
通讯作者，唐亚梅，教授，主任医师，中山大学孙逸仙纪念医院脑科学中心主任，神经科主任，国家杰出青年科学基金、国家优秀青年科学基金获得者，教育部新世纪优秀人才，获首届中国十大杰出青年神经内科医师。
课题组主要研究方向为神经免疫及微血管病变在神经疾病中的机制研究，擅于根据临床现象对脑疾病的发病机制展开深入探索并进行交叉学科研究。近5年以通讯作者身份在J Clin Oncol、Neuron、 eClinicalMedicine、Clin Cancer Res、Neurology等期刊发表高水平学术论文多篇。
石中山 博士后
第一作者，石中山，中山大学孙逸仙纪念医院博士后，研究方向为放射性脑损伤及缺血性脑损伤的病理机制，主持国家自然科学基金青年项目及中国博士后基金面上项目等。
喻佩 博士后
共同第一作者，喻佩，中山大学孙逸仙纪念医院博士后，现任职于广州医科大学附属第二医院。专长为放射性脑病，病理学与分子生物学研究。
喻佩 博士后
共同第一作者，喻佩，中山大学孙逸仙纪念医院博士后，现任职于广州医科大学附属第二医院。专长为放射性脑病，病理学与分子生物学研究。
林伟杰 副研究员
共同第一作者，林伟杰，中山大学孙逸仙纪念医院医学研究中心副研究员，中山大学“百人计划”引进人才。专长为神经生物学和退行性神经疾病研究。利用动物模型、细胞分子、神经环路等多层次手段，研究探讨免疫和代谢异常在放射性和退行性神经疾病，以及情绪障碍大脑的致病机制。相关研究成果发表于Nature Communications、Molecular Neurodegeneration、Journal of Neuroscience、Molecular Psychiatry、Neuropsychopharmachology等国际高水平期刊。主持国自然面上基金、广东省面上基金，参与国家重点研发计划、广州市科技重点领域研发计划。
陈斯泰 科研助理
共同第一作者，陈斯泰。中山大学孙逸仙纪念医院科研助理，主要从事生物信息分析、数据统计等研究工作。
▌论文标题：
Microglia drive transient insult-induced brain injury by chemotactic recruitment of CD8+ T lymphocytes
▌论文网址：
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(22)01082-0
▌DOI：
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.12.009
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