Immunity:复旦大学于肖飞团队揭示早期免疫激活改善应激引起焦虑的分子机制

学术   2024-12-09 23:09   湖北  

点击蓝字关注我们


慢性应激是抑郁症,焦虑症等神经精神疾病的重要发病因素。早期免疫系统激活在应激相关的疾病发生中具有保护作用。经历应激后促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)-肥大细胞和糖皮质激素-肠胶质细胞轴诱导肠道通透性增加,使免疫细胞暴露在微生物中。

2024年12月6日复旦大学生命科学学院于肖飞研究团队在Immunity杂志上发表文章揭示发现短期束缚应激通过增加肠道渗漏,促进IL-22水平升高改善焦虑样行为。

1

束缚应激通过IL-1β信号促进Th17 细胞分泌IL-22

经历3天束缚应激后粪便白蛋白水平升高、肠道渗漏增多。进一步实验发现短期应激后血液中炎症因子IL-22水平显著升高,IL-2、IL-4、IL-5、IL-17A、IL-17F、TNF-α、IFN-γ等炎症因子水平并未发生变化。IL-22在粘膜屏障由Th17 细胞、第3组固有淋巴样细胞(ILC3)和γδ T细胞等免疫细胞大量产生。短期应激后肠道组织中IL-22水平显著升高,主要来源于Th17 细胞分泌,这种升高可被广谱性抗生素所阻断。

研究人员进一步利用转录组学技术分析促进Th17 细胞分化的经典信号通路在短期应激后的变化,结果发现白细胞介素IL-1β水平显著升高。给予竞争性IL-1β抑制剂IL-1RA可阻断短期应激引起的IL-22水平升高。在未经历应激下,IL-22纯合子敲除小鼠和IL-22杂合子敲除小鼠在十字高架实验和旷场行为学中的焦虑行为并不存在差异;在经历短期应激后IL-22纯合子敲除小鼠表现出严重的焦虑样行为。野生型小鼠腹腔注射IL-22重组蛋白后并不影响焦虑样行为,但可缓解应激引起的焦虑样行为。与接受IL-22纯合子敲除小鼠来源的T细胞移植相比,接受野生型小鼠来源的T细胞移植可缓解应激引起的焦虑样行为。

图1 束缚应激通过IL-1β信号促进Th17 细胞分泌IL-22


2

应激增加隔核脑区血脑屏障通透性,

促进IL-22特异性聚集

T细胞缺陷的小鼠(Tcrb敲除小鼠)外周血液中IL-22水平高于野生型小鼠,接受野生型小鼠T细胞移植后IL-22水平降低。Tcrb敲除小鼠在经历应激后表现出焦虑样行为,接受野生型小鼠T细胞移植后可改善这种焦虑。通过全脑cFOS荧光筛选实验发现外侧隔核、内侧隔核、终纹床核、外侧视前区等5个脑区在应激后野生小鼠中激活,在Tcrb敲除小鼠中降低。


应激后IL-22纯合子敲除小鼠隔核神经元激活,注射IL-22重组蛋白可降低隔核神经元活性,表明IL-22可抑制隔核神经元活性。短期束缚应激可减少隔核脑区紧密连接蛋白cldn5、cldn1和Tjp1蛋白水平,但不影响前额叶皮层和伏隔核脑区cldn5、cldn1和Tjp1蛋白水平,表明隔核脑区存在血脑屏障损伤。进一步荧光实验表明应激促进外源性IL-22特异性聚集在隔核脑区。

图2束缚应激增加隔核脑区血脑屏障通透性


3

IL-22抑制隔核神经元活性

单分子原位杂交实验发现隔核脑区神经元表达IL-22受体亚基 IL22ra1和IL10rb。离体电生理实验发现IL-22处理后降低隔核脑区神经元动作电位发放频率,增加其抑制性突触后电流。通过病毒特异性敲低隔核脑区IL-22受体后可加重应激后的焦虑样行为。抑郁症患者、抑郁症合并焦虑患者血液中IL-22蛋白水平降低。腹腔注射IL-22可缓解21天慢性应激引起的焦虑样和抑郁样行为。

图3IL-22抑制隔核神经元活性

总结

本文发现短期束缚应激后引起肠道泄露和隔核血脑屏障通透性增加,Th17 细胞激活促进IL-22产生,随后通过受损血脑屏障聚集到隔核脑区,通过IL-22受体抑制神经元活性,缓解焦虑样行为。

创作声明:本文是在原英文文献基础上进行解读,存在观点偏向性,仅作分享,请参考原文深入学习。


【参考文献】

Xia et al., Elevated IL-22 as a result of stress-induced gut leakage suppresses septal neuron activation to ameliorate anxiety-like behavior, Immunity (2024), 

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2024.11.008

文章中图片均来自于原文

加群方式:添加小编微信Neuroscience-week,留言“学校-姓名-研究方向”


往期精彩推荐

【1】Nature:科学家揭示应激引起快感缺失状态相关的杏仁核神经元群表征

【2】Science Advances:复旦大学钟静团队揭示外周炎症引起的焦虑样行为环路机制

【3】北京大学司天梅团队揭示皮层抑制性神经元调控早期应激诱发认知功能障碍的分子机制


神经周K
深度解读神经科学领域最新进展,重点归纳神经科学领域研究工具,全面盘点神经科学领域前沿成果。神经科学领域研究者的好助手—神经周K刊
 最新文章