GSDMD细胞焦亡途径调控“疾病相关小胶质细胞(DAM)”表型介导针刺促进髓鞘修复的效应机制
批准号:
82074538
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
汪军
依托单位:
学科分类:
中医针灸学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪军
中文摘要
促进髓鞘修复再生是治疗多发性硬化(MS)等脱髓鞘疾病的重要途径,目前缺乏有效治疗手段。小胶质细胞活化是脱髓鞘病理损伤及影响髓鞘再生的重要机制,我们前期研究发现电针通过调控小胶质细胞活化促进髓鞘修复,2017年科学家利用单细胞测序ScRNA-seq技术发现了一类具有神经保护功能的疾病相关小胶质细胞(Disease-associated microglia,DAM)亚型,课题组前期转录组分析发现电针可以上调与DAM表型相关的特征分子,但具体机制不明。本课题拟从局部损伤微环境影响小胶质细胞活化分型着手,采用Cuprizone诱导脱髓鞘模型,观察小胶质细胞细胞焦亡对局部微环境的影响,综合应用ScRNA-seq、形态学、分子及细胞生物学等多种技术手段,阐明GSDMD细胞焦亡通路调控DAM表型的分子机制及其在电针促进髓鞘修复中的作用,为针刺应用于MS等脱髓鞘疾病的临床治疗提供新的思路及理论依据。
英文摘要
Promoting remyelination is an important way to treat demyelinating diseases such as multiple sclerosis (MS), but there is no effective treatment at present. Microglia activation plays an important role underlies demyelinating pathological damage and remyelination. Our previous research demonstrated that electroacupuncture can effectively promote remyelination by regulating microglia activation. In 2017, scientists discovered a class of disease-associated microglia (DAM) subtype which has a neuroprotective function by using single cell sequencing (ScRNA-seq) technology, transcriptome analysis showed that electroacupuncture can upregulate the characteristic molecules related to DAM phenotype, but the specific mechanism is unknown. In this study, we intend to focus on the effect of local injury microenvironment on microglia activation and polarization, by using the cuprizone-induced demyelination model, investigate the effect of microglia pyroptosis on the local microenvironment, and comprehensively use various methology such as ScRNA-seq, morphology, molecular and cell biology to clarify the molecular mechanism of the GSDMD pyroptosis pathway regulating the microglia DAM phenotype and pro-remyelination effect of electroacupuncture, and provides new ideas and theoretical basis for the clinical application of acupuncture for demyelinating diseases such as MS.
多发性硬化症(MS)等脱髓鞘疾病以中枢神经系统髓鞘丢失和轴突损伤为特征。由于其病因和发病机制尚未完全明确,目前全球范围内对于MS的防治仍未取得理想效果。促进髓鞘修复和再生成为改善此类疾病的重要策略。小胶质细胞在脱髓鞘损伤及髓鞘再生过程中起着关键作用。近年来的研究发现,疾病相关小胶质细胞(DAM)在损伤修复过程中发挥着重要作用。基于此,本研究探讨了电针通过调控小胶质细胞的活化及其亚型分化促进髓鞘修复的分子机制,重点聚焦于GSDMD细胞焦亡通路在DAM表型形成及髓鞘再生中的调控作用。结果发现,1)在Cuprizone(CPZ)诱导的脱髓鞘模型中,电针显著改善小鼠的运动协调能力,提升了胼胝体组织髓鞘碱性蛋白(MBP)的表达水平。透射电镜和组织染色结果表明,电针能够促进髓鞘再生,修复脱髓鞘损伤。形态学和分子生物学研究表明,电针治疗有效抑制小胶质细胞的过度活化,减少局部炎症反应,改善损伤微环境。2)进一步研究发现,在脱髓鞘过程中,小胶质细胞中Casp11的活化通过剪切GSDMD,介导细胞焦亡的发生,导致促炎细胞因子(如IL-1β和IL-18)的释放,进而加剧局部炎症。敲除Casp11或GSDMD显著降低了小胶质细胞的焦亡水平,减轻了脱髓鞘病理损伤,同时促进了少突胶质细胞的分化成熟和髓鞘形成。此外,转录组测序结果显示,Casp/GSDMD通路的活化与DAM表型相关基因(如Apoe、Trem2、Tyrobp)的表达密切相关,抑制该通路能够促进DAM表型向修复性分化。3)电针通过下调Casp11/GSDMD通路的活化水平,抑制小胶质细胞焦亡,显著减少损伤部位促炎因子的释放,并上调与DAM表型相关的特征分子表达。KEGG分析进一步表明,电针能够通过影响小胶质细胞活化分型,调控炎症相关信号通路,促进髓鞘修复相关基因(如Olig1、Sox8)的表达,增强少突胶质细胞的再生能力。此外,本研究发现,电针还能够通过促进小胶质细胞的自噬水平,增强其对髓鞘碎片的清除能力,进一步改善损伤微环境,促进髓鞘再生。该过程可能与电针对GSDMD的抑制作用密切相关。总之,本研究系统地揭示了Casp11/GSDMD通路在脱髓鞘损伤和修复中的作用,并明确了电针通过调控该通路改善局部微环境、促进DAM表型转化及髓鞘修复的机制。这为针刺在MS等脱髓鞘疾病的临床治疗中的应用提供了新的理论依据和干预策略。
miR-124介导的小胶质细胞激活在电针调节创伤应激大鼠免疫功能中的作用及其调控机制
-
批准号:81202746
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:23.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:汪军
-
依托单位:
国内基金
海外基金