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中风后不久 巨噬细胞从血液中迁移出来攻击脑组织

2020-02-12 15:07:26 • 来源：

巨噬细胞是先天免疫系统的一部分，对大脑发育和功能至关重要。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可视化了在骨髓中形成的巨噬细胞。在对小鼠的研究中，这项技术使研究人员能够观察到中风后不久，许多从血液中迁移出来的巨噬细胞开始攻击死亡的和邻近的健康大脑组织。该结果现已发表在《自然神经科学》杂志上。

中风后不久 巨噬细胞从血液中迁移出来攻击脑组织

在古希腊语中，巨噬细胞一词的意思是“大食者”。这些细胞是我们先天免疫系统的组成部分，存在于我们身体的每个组织中。在大脑中，这些驻留的免疫细胞称为小胶质细胞，在正常的大脑发育和功能中起着至关重要的作用。在炎症过程中，例如中风，脑部感染，多发性硬化症或阿尔茨海默氏病之后，其他巨噬细胞开始发挥作用，这些巨噬细胞从骨髓中募集。巨噬细胞是驻留在大脑中还是已经迁移到大脑中，对脑部疾病是否有所不同?迄今为止，这个问题尚未解决，因为科学家无法使用常规方法区分这两种细胞。

这正是耶拿大学医院的Ralf Stumm教授及其合伙人波恩大学的Elvira Mass教授和斯隆·凯特琳纪念癌症中心的Frederic Geissmann教授领导的工作组的研究地点该团队研究了将分子开关的遗传信息引入名为Cxcr4的基因中的小鼠。如果用特殊试剂激活该开关，则所有血液循环免疫细胞都起源于骨髓中的干细胞，从而产生彩色的荧光蛋白。

药理学家Stumm解释说：“我们模型的诀窍在于，该功能被转移到血液中循环的子细胞中，而大脑中的常驻小胶质细胞却没有被标记出来。” 因此，可以通过颜色轻易地将迁移的免疫细胞与小胶质细胞区分开。研究人员能够证明，在健康的小鼠生命中，几乎没有骨髓干细胞产生的巨噬细胞沉淀在大脑中。这与Geissmann和Mass教授的早期发现相辅相成，即位于组织中的巨噬细胞在胚胎发育过程中非常早就发育，定植在整个胚胎中，然后通过细胞分裂维持自身。

在对小鼠的模型研究的帮助下，研究人员现在发现，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。与先前的假设相反，局外人在接下来的几天中完全从健康的大脑组织中撤出，然后仅在死者的大脑组织中被发现。

研究人员失活了Cxcr4基因功能

下一步，研究人员使Cxcr4基因的功能失活，使分子开关保持完整，从而帮助他们检测出已迁移的免疫细胞。Stumm教授说：“我们对Cxcr4感兴趣，因为这种蛋白质像信使物质一样被认为是一种天线，即其受体，它参与了大脑的炎症过程。” 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仅不完全迁移到死脑组织中。一些在健康的脑组织中停留时间过长，无法阻止常驻的小胶质细胞沉降。

而且，在迁移的巨噬细胞中没有开启保护性免疫应答所必需的许多基因，而在常驻巨噬细胞中过度表达了促炎基因。”

此外，中风小鼠中Cxcr4受体的缺乏导致组织损伤增加和小鼠整体状况恶化。

遗传开关是通用工具

总体而言，研究人员看到了两个里程碑：他们的遗传转换是一种通用工具，使科学家能够更好地研究源自骨髓的免疫细胞的功能。此外，它们显示Cxcr4受体是免疫反应的一部分，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分子的时空激活了解得越多，将来我们就越能更好地治疗具有Cxcr4抑制作用的患者。”

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