天津醫科大學總醫院施福東、劉強神經免疫團隊最近報道了以自然殺傷細胞為代表的炎癥細胞可在腦內持續存在,在依賴神經干細胞而存在的同時損傷神經干細胞,造成神經修復障礙,研究成果于2016年1月11日發表于《Nature Neuroscience》(2014年影響因子16.09, 5年影響因子16),題目為“Neural stem cells sustain natural killer cells that dictate recovery from brain inflammation”。
腦卒中 (stroke) 和多發性硬化 (multiple sclerosis,MS)等神經系統疾病造成的腦損傷迅速啟動內源性修復機制。神經損傷后產生的信號會激活腦室下區(subventricular zone, SVZ) 的神經干細胞,這些細胞可以向腦內病灶遷移和分化,從而實現組織修復。但是在腦卒中和多發性硬化等神經系統疾病中,神經元、神經膠質細胞和少突膠質細胞受損后組織重建和修復非常緩慢甚至停滯,揭示在這些疾病中存在內源性修復缺陷。
總醫院神經內科施福東、劉強帶領的神經免疫團隊在多發性硬化緩解期病人的尸檢腦組織中發現,以自然殺傷細胞為代表的炎癥細胞可在腦內持續存在。這些細胞大多與位于腦室下區的神經干細胞相臨近。這一臨床發現與動物多發性硬化模型即實驗性變態反應性腦脊髓炎 (Experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)中的結果相一致。課題組進一步研究發現,腦室下區神經干細胞可通過細胞間膜轉運(trans-presentation)的方式輸送關鍵因子如可溶性白介素15至免疫細胞,以維持其活性并影響其功能。然而依賴神經干細胞而存在的免疫細胞反過來損傷了神經干細胞,最終造成神經修復障礙。
免疫學的基本理論認為在器官內炎癥反應減退后,浸潤的炎癥細胞要么原位死亡,要么變成免疫記憶細胞離開器官進入體循環。然而,上述研究揭示炎性細胞在腦損傷后特定環境下可接受腦內信號而長期存在。這一發現修飾并推進了器官特異性免疫應答的理論。施福東課題組基于他們早期關于浸潤淋巴細胞和腦內特有細胞的交互作用的研究2-4, 于2011年在Nature Review Immunology上提出假說“器官特異性細胞通過修飾浸潤免疫細胞的表型和功能產生器官特異性免疫反應,這些免疫反應在腦,肝臟,腸系膜淋巴組織,關節等部位具有不同的特性”5。這一假說繼而引發了一系列出色的研究6-10,施福東課題組發現在腦內急性炎癥和免疫反應之后,神經干細胞支持了炎癥細胞的持續存在進一步證實了器官特異性免疫反應的假說。該團隊目前正在研究決定浸潤炎癥細胞器官特性的關鍵分子的基因學特征和信號通路,從而能在將來通過調控這些細胞來促進神經修復。
施福東團隊長期、延續性地開展關于神經炎癥的的獨特的研究工作,在過去15 年里,大約每隔五年都取得了階段性的重要成果11-13。這些成果在國際臨床免疫學和神經免疫學領域產生了深遠的影響。在過去五年,施福東通過加強總醫院和美國Barrow神經病學研究所的互補和協作,主要基于神經炎性疾病如多發性硬化的認識和治療手段,在腦卒中的免疫機制和干預策略研究方面取得了開創性的成果14。Nature Neuroscience這一研究揭示了腦損傷后神經修復缺陷的機制,對于理解神經疾病如多發性硬化, 腦卒中和其他神經系統疾病的病理進程有著重要的理論意義。同時,也為尋找克服神經修復缺陷的手段奠定了基礎.
本研究獲得了國家自然科學基金重點項目和國家重大科學研究計劃的經費資助。
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