之前我们介绍和推荐过“神经-免疫”这个领域,今天我们就具体通过一篇今年发表在J Clin Invest期刊上的研究,看看神经-免疫的研究如何开展。
研究主要发现2型大麻素受体(CB2R)(研究关键分子)在移植物抗宿主病(GVHD)(研究关键疾病)引起的神经炎症(研究角度)中的关键作用。研究发现,GVHD增加了小胶质细胞上CB2R的表达,导致促炎表型并增强了促炎T细胞的积累(作用机制),并促进了神经元细胞死亡。而使用能够穿透大脑的CB2R逆激动剂/拮抗剂能够减少神经炎症,而不加剧全身GVHD的严重性(靶向干预策略),表明CB2R是一个治疗神经炎症的潜在靶点。这些发现为开发减轻GVHD后神经毒性的新疗法提供了科学依据。
研究团队开展了以下研究工作:
1)首先通过小鼠模型观察了GVHD期间小胶质细胞上CB2R表达的变化,并分析了CB2R表达对炎症性T细胞积聚和神经元细胞死亡的影响。2)接着团队利用单细胞RNA测序技术分析了小胶质细胞的转录组变化,以确定CB2R信号轴在神经炎症中的具体作用。3)此外研究还通过药理学干预,使用能够穿透血脑屏障的CB2R拮抗剂/逆激动剂,来评估其对神经炎症的治疗效果。研究的思路逻辑是从观察到的现象出发,通过分子层面的机制研究,到药理学干预,最终验证治疗效果。
下面我们思考这些关键问题:
1.GVHD的神经毒性有什么表现?现有的临床认识和治疗策略有什么困难?
R:GVHD的神经毒性表现包括脑炎、血管炎、脱髓鞘疾病、失语症和癫痫等,这些症状可能导致严重的认知改变,甚至死亡。现有的临床认识和治疗策略面临的困难在于,GVHD引起的神经炎症的病理生理机制尚不完全清楚,尤其是适应性免疫和先天免疫之间的相互作用如何促进中枢神经系统中的炎症环境尚不明确。此外,治疗策略需要在减轻神经炎症的同时,不加剧全身GVHD的严重性。
2.研究为什么要关注2型大麻素受体(CB2R),而不是大麻素的其它受体,或者其它的神经递质受体?
R:研究关注CB2R是因为CB2R主要在免疫细胞上表达,并且已被证明对T细胞、B细胞、巨噬细胞和小胶质细胞具有免疫调节作用。CB2R在调节炎症反应中的作用使其成为研究GVHD引起的神经炎症的有前景的靶点。相比于CB1R,CB2R更多地与免疫调节相关,而CB1R主要在中枢神经系统中表达,与神经传递和神经调节相关。
3. CB2R是诱导小胶质细胞促炎反应发挥功能的,那CB2R在小胶质细胞的表达特异性如何,即CB2R在其它细胞中表达吗?
R:CB2R在小胶质细胞上有表达,但研究中提到,只有大约10%-15%的小胶质细胞在GVHD期间表达CB2R。CB2R也在其他免疫细胞上表达,如T细胞和B细胞,但其在小胶质细胞上的表达与炎症反应相关,这使得CB2R在小胶质细胞上的表达具有特异性。
4. CB2R激活小胶质细胞促炎表型的具体机制是什么?为什么研究在强调与IL6信号通路的关系?
R:CB2R激活小胶质细胞促炎表型的具体机制包括促进促炎T细胞的积累、增加微胶质细胞数量以及促进神经元细胞死亡。研究强调与IL6信号通路的关系,因为IL6在GVHD的病理生理中起着关键作用,但研究发现CB2R的表达并不受IL6信号通路的调节,这表明CB2R可能通过独立于IL6的其他机制调节神经炎症。
5. 研究发现CB2R诱导小胶质细胞促炎、促炎T细胞积累并促进神经元细胞死亡,这个发现从细胞和动物实验是如何证实的?
R:研究通过小鼠模型展示了CB2R在GVHD引起的神经炎症中的作用。通过单细胞RNA测序分析、流式细胞术、免疫荧光染色和Western blot等技术,研究者观察到CB2R表达增加的小胶质细胞具有促炎表型,并且与促炎T细胞的积累和神经元细胞死亡相关。此外,通过使用CB2R的逆激动剂/拮抗剂,研究者发现可以减少神经炎症,进一步证实了CB2R在这一过程中的作用。
6.研究团队最后筛选了能够穿透大脑的CB2R抗激动剂/拮抗剂,这个抗激动剂/拮抗剂是如何发现的?又如何证明其过血脑屏障的?这个抗激动剂/拮抗剂选择性高吗?
R:研究团队筛选了能够穿透大脑的CB2R抗激动剂/拮抗剂SMM-189。这个抗激动剂/拮抗剂是通过实验室合成的,并且通过质谱分析来验证其在血清和大脑中的浓度,以证明其能够过血脑屏障。研究中提到SMM-189在大脑中的浓度高于血清,表明其具有良好的血脑屏障穿透性。关于选择性,研究中提到SMM-189是CB2R特异性的,但具体的选择性数据需要通过进一步的药理学实验来确定。
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