日读 219 :「Nat Commun」皮层缺血后,非缺血性CC中,星胶吞噬髓鞘(1)

文摘   2024-10-04 16:00   山东  
今天是我们一起学习的第219

荐言
最近研究结果发现白质变性与慢性阶段的整个大脑中风有关。我们之前发现皮质缺血性中风后,非缺血性胼胝体 (CC) 出现继发性脱髓鞘。髓鞘碎片经常在多种病理(例如急性缺血)后检测到,可能会导致炎症或氧化过程。吞噬细胞快速清除细胞和髓鞘碎片可以防止有害碎片的扩散,因为细胞通透性增加,这对于中枢神经系统 (CNS) 的维持和再生至关重要。
反应性星胶有吞噬作用,在缺血性损伤后,清除大脑中的各种碎片。其主要在损伤后期的半暗带区域中。据报道,星胶的吞噬动员也参与髓鞘损伤,诱导了多发性硬化的病理生理改变。含有受损髓鞘的肥大星胶可促进炎症细胞的募集。我们在皮质缺血核心同侧的CC中发现肥大的星胶。然而,反应性星胶是否可以在皮质梗塞后吞噬髓鞘碎片,以及这种髓鞘吞噬作用是否与脱髓鞘有关,目前仍不清楚。
多项研究认为:星胶是LCN2的主要来源,它是反应性星胶的强标记物,可促进炎症反应。脑血管疾病中,LCN2的表达高度上调,LCN2敲除可以减轻炎症浸润。星胶来源的LCN2可损伤脑白质,导致蛛血后BBB破坏和髓鞘降解。然而,在急性皮质缺血后,LCN2是否参与非缺血的白质损伤尚不明确。此外,LCN2是一种众所周知的分泌蛋白,大多研究探究分泌LCN2的作用。LCN2的胞质功能及其参与细胞特异性活性和疾病进展的相关机制知之甚少。
在这里,我们发现反应性星胶可以在皮质缺血后吞噬髓鞘,并通过LCN2/LRP1途径促进脱髓鞘。

结果
1、远端大脑中动脉闭塞导致小鼠非缺血胼胝体脱髓鞘
  • 采用电凝左侧大脑中动脉远端(dMCA)来诱导局灶性皮质缺血(Fig. 1A)
  • 术前、术中和术后24小时监测皮质脑血流量(CBF)
1.1 脑血流:
  • dMCAO后,左侧CBF立即下降至基线值的27.16%(Fig. 1B, C; P < 0.001)
  • 这样的低灌注状态持续到术后24小时(Fig. 1B, C; P < 0.001)
1.2 梗死MRI:
  • T2-WIDWI梗死局限于大脑皮层,平均体积为10.30%(Fig. 1D, E; P < 0.001)
1.3 脱髓鞘情况:
  • 明确在局灶性缺血后第7天,非缺血性CC是否有脱髓鞘现象(Fig. 1F)
1.3.1 免疫荧光与免疫印迹
  • dMCAO后有髓纤维标记物的水平(MBP、MAG和NF200)显着降低(Fig. 1G, H; P < 0.001 for MBP, P = 0.0068 for MAG, P = 0.0175 for NF200),免疫印迹进一步验证这一结论(Fig. 1I, J; both P = 0.001)
1.3.2 免疫组化:
  • 黑金染色非缺血的CC中,髓鞘化面积显着下降(Fig. 1K, L; P < 0.001)
  • LFB:dMCAO组髓鞘的完整性受到损害(Fig. 1K, M; P < 0.001)
1.3.2 电子显微镜(EM)
  • 髓鞘薄1dMCAO后髓鞘变薄(Fig. 1N, O; 158.70 ± 55.79 nm vs 79.56 ± 28.03 nm, P < 0.001)
  • 髓鞘有无:dMCAO后有髓轴突丢失(Fig. 1N, P; 85.13 ± 3.86% vs 55.29 ± 3.72%, P < 0.001)
  • 髓鞘薄2较高的g比(轴突内径与外径之比)提示:sham比,dMCAO小鼠的髓鞘更薄(Fig. 1Q, R)


2、非缺血的CC中,星胶活化
2.1 星胶活化:
  • 目的:确定dMCAO后反应性星胶增生的比率,
  • 方法:免疫印迹和免疫染色探讨了非缺血性CC中反应性星胶标记物的表达。
  • WB:dMCAO组中,促炎标志物C3dGFAP一起显着增强(Supplementary Fig. 1A, B; P < 0.001 and P = 0.005),抗炎标志物S100A10显着受到抑制(Supplementary Fig. 1A, B; P = 0.004)
  • GFAP和C3d共染:dMCAO组中,皮层缺血诱导了非缺血CC的炎症,非缺血CC内的静止星胶转为促炎表型(Supplementary Fig. 1C, D; P < 0.001)。
2.2 LCN-2表达(升高+在哪升高):
  • 体内翻译水平(升高):为了研究LCN2在星胶炎症激活中的作用,我们进一步对LCN2进行染色,其水平在dMCAO后第7天显着增加(Supplementary Fig. 1A, B, E and F; both P < 0.001)
  • 体外转录水平(在哪)为了确定LCN2表达的细胞特异性,我们首先评估了原代细胞中LCN2的mRNA水平,发现生理条件下LCN2在星胶中高表达(Supplementary Fig. 2A)
  • 体内翻译水平(在哪):dMCAO诱导的LCN2生成也主要在星胶中观察到,其水平比其他细胞高约17.61倍(Supplementary Fig. 2B–E)


小结:LCN2主要在星胶中表达,且与dMCAO后非缺血性CC中的星胶反应性相关。


3、正在脱髓鞘的CC中,活化星胶吞噬髓鞘碎片
3.1 体内星胶吞噬活化:
3.1.1 免疫荧光:
  • 为了检查星胶的髓鞘吞噬情况,将LAMP1(一种溶酶体标记物)与MBP和降解的MBP(dMBP)一起引入,后者可识别髓鞘变性区域。
  • 被吞噬的MBP或dMBP阳性斑点与GFAP+星胶中的LAMP1+溶酶体共定位(Fig. 2A–C; both P < 0.001),表明反应性星胶在dMCAO后变得具有吞噬能力。
3.1.2 电镜
  • sham组星胶未表现出吞噬包涵体。
  • 完整CC中,星胶表现出典型的形态:透明的细胞质和的一些突起(Fig. 2D)
  • 皮质缺血7天后,内化髓鞘样结构的反应性星胶在其胞质内显示出明显的吞噬细胞内含物(Fig. 2D)
3.2 体外星胶吞噬活化:
3.2.1 促炎转化:
  • 原代星胶与LPS共培养24小时,并与dMCAO诱导的星胶变化进行比较。
  • 促炎因子(LCN2, TNF-α, IL-6, iNOS and IL-1β)水平显着升高
  • 抗炎细胞因子(IL-10, IL-lra and Arg1)水平略有升高
  • 趋化因子(CXCL10, CCL20, CCL5 and CCL3)水平显着降低
  • 这提供了dMCAO后体内炎症变化的完美模拟(Supplementary Fig. 3)
3.2.2 存活没问题:根据CCK-8实验,与LPS共培养不会干扰星胶的活力(Supplementary Fig. 3G)

3.2.2 吞噬活化:
方法:LPS处理24小时后,将细胞暴露于纯化的髓鞘碎片24小时,检查髓鞘碎片的吞噬情况(免疫荧光,ELISA,流式细胞术
对照组:CFSE标记的髓鞘碎片几乎不存在于LysoTracker Red标记的星胶溶酶体中(Fig. 2E)
LPS组:
  • 免疫荧光:反应性星胶表现出对髓鞘碎片的强烈吞噬作用(Fig. 2E)
  • ELISA:对胞内MBP进行定量分析,LPS刺激的星胶比未刺激的星胶具有更高浓度的内化MBP(6.391 ± 0.798 ng/ml vs 4.638 ± 0.441 ng/ml, P < 0.001)
  • 流式细胞术:对富含髓鞘的星胶进行定量分析(Fig. 2F–H),LPS处理组中,内含髓鞘的星胶百分比更高(44.55 ± 9.213% vs 14.62 ± 4.169%, both P < 0.001)


原文DOI:10.1038/s41467-022-28777-9

本公众号仅为个人文献阅读,运用于临床实践请慎重,有问题欢迎大家指出👏。
如果您还想继续和我遨游在神内的知识海洋🌊,欢迎关注、分享、收藏、在看、点赞,我们一起聚沙成塔

整理编辑:
侯超 | MD在读
南京大学神经病学研究所(DBZQ总医院)
南京市玄武区中山东路305号

RACE CLUB 神经介入新生代
什么是RACE CLUB?RACE是:Radial Access For Cerebral Angiography And Intervention 的首字母简称。我们是想探索并发症更少,患者更舒适的经桡动脉入路的脑血管介入策略。
 最新文章