Nat Neurosci：研究揭示中风的分子机制
来源：生物谷 2020-02-13 05:36
巨噬细胞作为先天免疫系统的一部分，对大脑发育和功能至关重要。近日，来自耶拿大学医院，波恩大学和纽约纪念斯隆·凯特琳癌症中心的科学家使用一种新颖的方法成功地“看见”了在骨髓中形成的巨噬细胞。利用这项技术，研究人员能够观察到小鼠在中风后不久血液中出现大量迁移的巨噬细胞，它们开始攻击死亡的脑细胞以及邻近的健康大脑组织。
2020年2月13日 讯 /生物谷BIOON/ --巨噬细胞作为先天免疫系统的一部分，对大脑发育和功能至关重要。近日，来自耶拿大学医院，波恩大学和纽约纪念斯隆·凯特琳癌症中心的科学家使用一种新颖的方法成功地“看见”了在骨髓中形成的巨噬细胞。利用这项技术，研究人员能够观察到小鼠在中风后不久血液中出现大量迁移的巨噬细胞，它们开始攻击死亡的脑细胞以及邻近的健康大脑组织。
相关结果发表在最近的《Nature Neuroscience》杂志上。
巨噬细胞是我们先天免疫系统的组成部分，存在于我们身体的各个组织中。在大脑中，这些巨噬细胞被称为小胶质细胞，它们在正常的大脑发育和功能中起着至关重要的作用。在炎症发生过程中（例如中风，脑部感染，多发性硬化症或阿尔茨海默氏病），其他部位的巨噬细胞开始聚集，迁移并发挥作用。由于无法准确识别不同部位的巨噬细胞，因此对于炎性巨噬细胞的来源，目前还没有得到确切的揭示。
对此，来自斯隆·凯特琳纪念癌症中心的Frederic Geissmann教授以及合作者们构建出了诱导表达Cxcr4基因的小鼠模型。通过特殊的药物诱导，所有血液循环系统来源于骨髓干细胞的免疫细胞都会产生荧光信号。
药理学家Stumm解释说：“我们模型的诀窍在于，只有来源于骨髓系统的免疫细胞会产生荧光，而大脑中的小胶质细胞则没有被标记。”因此，可以通过颜色轻易地将迁移过来的“外地”免疫细胞与大脑中固有的小胶质细胞区分开。研究人员能够证明，在健康的小鼠中，几乎没有骨髓干细胞来源的巨噬细胞在大脑中的沉积。此外，研究人员发现，中风后不久，从血液中迁移出来的大量巨噬细胞开始攻击死亡的和邻近的健康大脑组织。
下一步，研究人员使Cxcr4基因的功能失活。研究人员发现，当Cxcr4功能缺失时，中风最初会吸引较少的巨噬细胞进入大脑。在接下来的几天中，已经迁移到大脑中的巨噬细胞不会完全向死亡脑组织部位迁移。此外，中风小鼠中Cxcr4受体的缺乏导致组织损伤增加以及小鼠整体状况的恶化。
总之，在这一研究中作者成功地使用遗传工具证明了Cxcr4受体是免疫反应的关键部分，源自骨髓的巨噬细胞可利用该Cxcr4受体保护受损的大脑。 Stumm教授说：“我们对中风期间Cxcr4分子的激活动力学规律了解得越多，将来我们就越能更好地治疗相应患者。”（生物谷Bioon.com）
资讯出处：Stroke: Macrophages migrate from the blood
原始出处：Yves Werner et al, Cxcr4 distinguishes HSC-derived monocytes from microglia and reveals monocyte immune responses to experimental stroke, Nature Neuroscience (2020). DOI: 10.1038/s41593-020-0585-y
相关结果发表在最近的《Nature Neuroscience》杂志上。
（图片来源：Www.pixabay.com）
巨噬细胞是我们先天免疫系统的组成部分，存在于我们身体的各个组织中。在大脑中，这些巨噬细胞被称为小胶质细胞，它们在正常的大脑发育和功能中起着至关重要的作用。在炎症发生过程中（例如中风，脑部感染，多发性硬化症或阿尔茨海默氏病），其他部位的巨噬细胞开始聚集，迁移并发挥作用。由于无法准确识别不同部位的巨噬细胞，因此对于炎性巨噬细胞的来源，目前还没有得到确切的揭示。
对此，来自斯隆·凯特琳纪念癌症中心的Frederic Geissmann教授以及合作者们构建出了诱导表达Cxcr4基因的小鼠模型。通过特殊的药物诱导，所有血液循环系统来源于骨髓干细胞的免疫细胞都会产生荧光信号。
药理学家Stumm解释说：“我们模型的诀窍在于，只有来源于骨髓系统的免疫细胞会产生荧光，而大脑中的小胶质细胞则没有被标记。”因此，可以通过颜色轻易地将迁移过来的“外地”免疫细胞与大脑中固有的小胶质细胞区分开。研究人员能够证明，在健康的小鼠中，几乎没有骨髓干细胞来源的巨噬细胞在大脑中的沉积。此外，研究人员发现，中风后不久，从血液中迁移出来的大量巨噬细胞开始攻击死亡的和邻近的健康大脑组织。
下一步，研究人员使Cxcr4基因的功能失活。研究人员发现，当Cxcr4功能缺失时，中风最初会吸引较少的巨噬细胞进入大脑。在接下来的几天中，已经迁移到大脑中的巨噬细胞不会完全向死亡脑组织部位迁移。此外，中风小鼠中Cxcr4受体的缺乏导致组织损伤增加以及小鼠整体状况的恶化。
总之，在这一研究中作者成功地使用遗传工具证明了Cxcr4受体是免疫反应的关键部分，源自骨髓的巨噬细胞可利用该Cxcr4受体保护受损的大脑。 Stumm教授说：“我们对中风期间Cxcr4分子的激活动力学规律了解得越多，将来我们就越能更好地治疗相应患者。”（生物谷Bioon.com）
资讯出处：Stroke: Macrophages migrate from the blood
原始出处：Yves Werner et al, Cxcr4 distinguishes HSC-derived monocytes from microglia and reveals monocyte immune responses to experimental stroke, Nature Neuroscience (2020). DOI: 10.1038/s41593-020-0585-y
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