中枢神经系统炎症性疾病如多发性硬化,血脑屏障(BBB)遭受破坏是病变发生和发展的重要机制之一,可诱发组织水肿,致使血浆中兴奋性*性蛋白和炎症细胞进入脑细胞间质和细胞。美国纽约西奈山伊坎医学院CandiceChapouly等的研究发现星形胶质细胞产生的血管内皮生长因子A(VEGFA)与星形胶质细胞衍生的第二个关键性通透性因子胸苷磷酸化酶(TYMP)相互作用,进一步加速血脑屏障破坏。该结果发表于年3月的《Brain》在线上。
在星形胶质细胞中,TYMP和VEGFA通过细胞因子白细胞介素1β(IL-1β)共同诱导依赖性NFkB1,导致VEGFA失活而增强TYMP的作用。在中枢神经系统微血管内皮细胞(CMVEC)中,VEGFA和TYMP产生的2-脱氧-D-核糖(DDR)共同抑制紧密连接蛋白,增加血脑屏障的通透性。值得注意的是,这种反应是血管内皮细胞可塑性模式的一部分,2-脱氧-D-核糖和VEGFA生成转录过程包括血管生成和增强通透性。在功能上,每种因子可促进细胞增殖、增强细胞活力和血管生成。把这些因子导入小鼠大脑皮质能促进血脑屏障的破坏,发生更严重的屏障损伤。在多发性硬化自身免疫性脑炎实验模型中,TYMP和VEGFA聚集在反应性星形胶质细胞,相互作用促进血脑屏障的通透性。治疗关键是抑制两者结合,阻断血脑屏障破坏及病理学改变,并增强对组织的保护,减轻神经功能损伤。在多发性硬化症患者中,TYMP和VEGFA集中在反应性星形胶质细胞中,表明其在人类中枢神经系统疾病发生发展中的重要性。
人反应性胶质细胞瘤模型转录谱显示转录物的队列与内皮的可塑性和重塑性有关(图1)。
图1.在人脑星形胶质细胞中,IL-1β诱导TYMP表达,TYMP是促使血脑屏障破坏的新型因子。
在VEGFA失活条件下,体内的IL-1β有可能诱导星形胶质细胞TYMP表达,表明这两个基因的表达是相互关联的(图2)。
图2.CMVEC中VEGFA和DDR的转录模式与微血管内皮细胞可塑性和通透性有关。
进一步对DDR和VEGFA的功能进行分析,支持DDR和VEGFA对CMVEC通透性的影响的假设,表示这是血管内皮细胞广泛重塑程序化的一部分(图3)。
图3.DDR和VEGFA共同促进CMVEC细胞能动性和血管生成。
体内试验证实,DDR和VEGFA结合,诱导血脑屏障的破坏(图4)。
图4.体内DDR和VEGFA共同作用诱导血脑屏障破坏。
为直接检测TYMP的功能与中枢神经系统炎症性疾病的相关性,最初选自实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)多发性硬化大鼠模型(图5)。
图5.星形胶质细胞TYMP在EAE损伤时上调,并与血脑屏障破坏和白细胞浸润有关。
在实验性脑脊髓炎中,通过阻断TYMP和VEGFA的信号通路,抑制血脑屏障开放和麻痹(图6)。
图6.在实验性脑脊髓炎中,阻断TYMP和VEGFA信号通路,减轻血脑屏障破坏程度和组织损伤。
该研究确定星形胶质细胞TYMP在中枢神经系统炎症性疾病中是一种重要的细胞源性渗透因子,与VEGFA相互作用促进血脑屏障的破坏。
(新乡医学院李信晓编译,德国科隆大学医学院神经外科郑锋博士审校,《神外资讯》编辑部主编、医院陈衔城教授终审)
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