揭秘多发性硬化症关键机制:A??R 如何调控 T 细胞与脉络丛上皮细胞 “对话” 影响病情发展

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  为解决腺苷 A??R(A??R)拮抗剂和敲除对实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)影响相悖的问题,温州医科大学研究人员探究 A??R 介导的细胞间作用。结果表明其通过 IFN-γ 信号控制 T 细胞浸润和 EAE 病理,为 MS 治疗提供新思路,值得一读。

  
在医学研究的广阔领域中,多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS)一直是备受关注的难题。这是一种影响中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)的自身免疫性疾病,就像身体内部的 “反叛军” 攻击了中枢神经系统的 “城堡”,导致免疫细胞浸润、炎症性脱髓鞘以及轴突损伤等一系列问题。目前,虽然大约有十种疾病修正疗法(Disease - modifying therapies,DMTs)获批用于 MS 治疗,但这些疗法都伴随着严重的并发症风险,就像给病人的身体带来了额外的 “负担”,所以探索 MS 的发病机制、开发更安全有效的新疗法迫在眉睫。

在寻找治疗 MS 新方法的道路上,腺苷 A??受体(Adenosine A?? receptor,A??R)进入了科学家们的视野。腺苷作为一种强大的免疫介质,在缺氧、缺血或炎症等不利情况下,其细胞外水平会迅速升高。此时,它就像一个 “信号兵”,激活四种 G 蛋白偶联受体来发挥免疫调节作用,其中 A??R 在调节 MS 病理方面的作用备受关注。研究发现,A??R 选择性拮抗剂(如 KW6002、SCH58261)和非选择性拮抗剂(咖啡因)在实验性自身免疫性脑脊髓炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE,一种常用的 MS 动物模型)小鼠中都展现出了保护作用,这让人们看到了新疗法的希望。然而,令人意想不到的是,A??R 基因敲除(A??R??)的小鼠却出现了更严重的 EAE 相关病理变化,这就像给研究之路设置了一个 “路障”,让科学家们陷入了困惑:同样是影响 A??R,为什么拮抗剂和基因敲除会有相反的效果呢?

为了解开这个谜团,温州医科大学的研究人员在《Cell Communication and Signaling》期刊上发表了题为 “Adenosine A?? receptor - mediated interactions between Th1? T cells and the choroid plexus epithelium via IFN - γ signalling control T - Cell infiltration in experimental autoimmune encephalomyelitis” 的论文。他们经过一系列研究得出结论:A??R 介导的 Th1? T 细胞与脉络丛(Choroid plexus,ChP)上皮细胞之间的相互作用,通过 IFN - γ 信号通路控制着 T 细胞的浸润和 EAE 的病理发展。这一发现为理解 MS 的发病机制和开发新疗法提供了重要线索,就像在黑暗中点亮了一盏明灯。

在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:

  • 免疫荧光技术:就像给细胞和组织中的目标蛋白贴上 “荧光标签”,通过显微镜可以清晰地观察到它们的位置和表达情况,帮助研究人员了解细胞和分子在体内的分布。
  • 定量实时聚合酶链反应(qPCR):能够精确测量特定基因的表达水平,就像一个 “基因表达探测器”,让研究人员知道基因在不同条件下是如何变化的。
  • 流式细胞术(Flow cytometry,FCM):可以对细胞进行分类和计数,还能检测细胞表面和内部的各种分子,仿佛是细胞的 “身份识别器”,帮助研究人员分析不同类型的免疫细胞。

下面让我们一起来看看研究人员通过这些技术得到了哪些有趣的结果:

  1. 全球 A??R 基因敲除增加了 EAE 模型小鼠中 CD4? T 细胞通过 ChP 的浸润:研究人员首先观察了 A??R??小鼠 ChP 中 CD4? T 细胞的浸润情况。他们发现,EAE 诱导 14 天后,A??R??小鼠 ChP 中的 CD4 阳性细胞数量比野生型(A??R??)小鼠明显增多,而用 A??R 拮抗剂(KW6002)治疗的 EAE 模型小鼠 ChP 中 CD4 阳性细胞数量则减少。这就好比 A??R??打开了 ChP 的 “大门”,让更多 CD4? T 细胞进入,而拮抗剂却能把 “大门” 关小。同时,他们还发现 A??R??小鼠 ChP 中细胞间黏附分子 - 1(ICAM - 1)等蛋白和相关基因的表达增加,脑脊液(Cerebrospinal fluid,CSF)中 CD4? T 细胞(包括 Th1?和 Th17? T 细胞)也增多,血液中 IFN - γ 水平升高。这些结果表明,A??R??破坏了 ChP 的屏障功能,促进了 T 细胞的浸润,而 IFN - γ 可能是 A??R 拮抗剂和基因敲除对 EAE 发展产生相反调节作用的关键调节因子。
  2. A??R 缺陷的脾脏 Th1? T 细胞增强了细胞增殖和 IFN - γ 分泌:研究人员推测 CD4? T 细胞可能通过分泌 IFN - γ 来调节 ChP 的屏障功能。通过 FCM 分析发现,与 A??R??小鼠的 T 细胞相比,A??R 缺陷的 CD4? T 细胞在受到刺激后增殖能力更强,Th1?和 Th17? T 细胞数量也增加。进一步通过 ELISPOT 实验发现,A??R??组的 Th1? T 细胞在受到相同刺激时,分泌的 IFN - γ 更多,而且分泌 IFN - γ 的细胞数量也增加,单个细胞分泌 IFN - γ 的能力也增强。这说明 A??R 缺陷的 Th1? T 细胞就像被 “激活” 的战士,变得更加活跃,分泌更多的 IFN - γ。
  3. A??R 缺陷的 ChP 上皮细胞降低了 ChP 的屏障功能,而 A??R 缺陷的 Th1? T 细胞通过 IFN - γ 信号增加了 ChP 的屏障功能:为了弄清楚 A??R 调节 ChP 屏障功能的细胞基础,研究人员进行了 Th1? T 细胞与 ChP 上皮细胞的共培养实验。他们发现,敲低 ChP 上皮细胞中的 A??R 会使跨上皮电阻(Trans - epithelial electrical resistance,TEER)增加,ChP 屏障完整性增强;但当与 A??R??小鼠的脾脏 Th1? T 细胞共培养时,TEER 下降,ChP 屏障被破坏,且与 A??R??小鼠的 Th1? T 细胞共培养时破坏更严重。不过,加入 IFN - γ 中和抗体后,这种破坏作用就消失了。在 Transwell 实验中也得到了类似的结果,敲低 ChP 上皮细胞中的 A??R 会减少 CD4? T 细胞的迁移,而 A??R??小鼠的 Th1? T 细胞会增加 CD4? T 细胞的迁移,且这种作用依赖于 IFN - γ。这表明 A??R 缺陷的 ChP 上皮细胞会增强 ChP 的屏障功能,而 A??R 缺陷的 Th1? T 细胞则会通过分泌 IFN - γ 来破坏 ChP 的屏障功能。
  4. 脑室内注射激活的 Th1? T 细胞通过 IFN - γ 信号逆转了 ChP 中 A??R 敲低导致的 ChP 屏障功能减弱:在完整动物实验中,研究人员向 A??R??小鼠的侧脑室注射 TAT - Cre 重组蛋白,降低 ChP 中 ICAM - 1 的表达,减少 ChP 的屏障功能。然后分别注射 A??R??和 A??R??小鼠的激活 Th1? T 细胞,发现都能增加 ICAM - 1 的表达和 CD4? T 细胞的浸润,且 A??R??小鼠的 Th1? T 细胞作用更明显。同样,加入 IFN - γ 中和抗体后,这种作用被抑制。这进一步证明了 A??R 缺陷的 Th1? T 细胞通过分泌 IFN - γ 来破坏 ChP 的屏障功能。
  5. ChP 特异性敲低 IFN - γ 信号(IFNGR1)减轻了 A??R 缺陷小鼠的 EAE 症状:研究人员通过向 A??R??小鼠的侧脑室注射 AAV2/5 - U6 - shRNA(IFNGR1) - EGFP 来阻断 ChP 中的 IFN - γ 信号。结果发现,与对照组相比,IFNGR1 敲低组的 EAE 评分降低,发病延迟,脊髓中的免疫细胞浸润减少,脱髓鞘现象减轻,ChP 上皮细胞中紧密连接蛋白 Claudin - 1 的丢失得到逆转,小胶质细胞的激活也减少,向静息状态转变。这说明抑制 CD4? T 细胞与 ChP 上皮细胞之间的相互作用可以保护 A??R 缺陷小鼠免受 EAE 病理的影响。
  6. ChP 中 IFNGR1 敲低减少了 EAE 病理过程中的 T 细胞浸润:研究人员还发现,敲低 IFNGR1 可以减少 A??R 缺陷小鼠 ChP 和脊髓中 CD4? T 细胞的浸润,降低 ICAM - 1 的表达,减少 Th1?和 Th17? T 细胞的数量,同时也减少了 CSF 中 CD4? T 细胞、Th1? T 细胞和 Th17? T 细胞的数量。这表明敲低 IFNGR1 能够有效抑制 T 细胞的浸润,减轻 EAE 的病理损伤。

综合以上研究结果,研究人员得出结论:A??R 介导的 Th1? T 细胞与 ChP 上皮细胞之间的相互作用在控制 T 细胞浸润和 EAE 病理发展中起着关键作用。A??R 敲除的 ChP 上皮细胞增强了 ChP 的屏障功能,而 A??R 缺陷的 Th1? T 细胞则通过增加 IFN - γ 的分泌破坏了 ChP 的屏障功能。这一研究揭示了 A??R 在免疫调节中的双重作用,为理解 MS 的发病机制提供了新的视角。同时,研究还发现 IFN - γ 信号是 A??R 介导的 Th1? T 细胞与 ChP 上皮细胞相互作用的关键介质,选择性抑制 ChP 中的 IFN - γ 信号可能是治疗 MS 的有前景的策略。这一研究成果不仅为 MS 的治疗提供了新的潜在靶点,也为开发更安全有效的治疗方法指明了方向,让我们在攻克 MS 这一难题的道路上又前进了一大步。

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