IL-33介导Treg细胞调控硬脑膜淋巴管的生成和功能进而促进TBI后功能恢复的作用及机制研究
批准号:
82101434
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
黄金浩
依托单位:
学科分类:
神经损伤、修复与再生
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄金浩
中文摘要
脑外伤(TBI)后物质代谢紊乱是治疗的重要靶点,已知硬脑膜淋巴管(mLVs)是颅内物质代谢引流的关键通道,且抑制mLVs引流可加剧TBI神经损伤,但尚未知促进mLVs生成和引流是否改善TBI预后。申请人前期证实白细胞介素-33(IL-33)含量高的TBI患者预后良好,且IL-33可提高TBI小鼠脑组织中调节性T细胞(Treg)比例,同时已知Treg与淋巴管(LVs)的功能和数量密切相关,故假说: IL-33可介导Treg调控mLVs的生成和功能、促进TBI颅内有害物质排出和神经损伤修复。拟依托TBI模型,应用小动物PET-MRI、荧光示踪等方法探明①IL-33对TBI后炎性反应、mLVs的形态和功能及神经功能的影响,确定IL-33调控mLVs生成及其相关信号通路;②在体内外实验中确定Treg是否为IL-33调控mLVs生成与引流及其相关信号通路中关键细胞。为创新TBI诊疗策略提供理论依据。
英文摘要
Disturbance of material metabolism after traumatic brain injury (TBI) is an important target for treatment.Meningeal lymphatic vessels (mLVs) are known to be the key pathway for the metabolic drainage of intra-cranial material, and inhibiting the drainage of mLVs can aggravate TBI nerve damage. However, it is still unknown whether promoting the generation and drainage of mLVs can improves the prognosis of TBI.The applicant confirmed that TBI patients with high levels of interleukin-33 (IL-33) have a good prognosis, and IL-33 can increase the proportion of regulatory T cells (Treg) in the brain tissue of TBI mice. In addition,there are also reports showed that Treg is closely related to the function and quantity of lymphatic vessels (LVs), so we hypothesized that IL-33 can mediate Treg to regulate the generation and function of mLVs, which could promote the drainage of harmful substances and repair nerve damage in TBI. Based on the TBI model, small animal PET-MRI, fluorescence tracing and other methods are used to explore ①the effects of IL-33 on the inflammatory response,the morphology,the function and generation of mLVs and the neurological function after TBI as well as its correlation signal pathway; ②whether Treg is the key cell in the process of IL-33 in regulating the generation and drainage of mLVs and related signal pathways in vivo and in vitro. This project could provide a theoretical basis for innovation of TBI diagnosis and treatment strategies.
创伤性脑损伤(TBI)因其高致死率和致残率而成为世界医疗系统的沉重负担。即使在轻度TBI患者中,也有15-30%的患者会出现长期的运动后遗症和认知缺陷,对于中度乃至重度脑外伤则可能是导致阿尔茨海默病(AD)等退行性疾病的危险因素之一。当前神经炎症及颅内tau蛋白持续产生积累则被分别认为是TBI导致急性和长期损伤病理机制之一,tau蛋白的磷酸化最早可在TBI后12小时发生,并迅速扩散到其他神经细胞,导致细胞发生凋亡。然而到目前为止,尚无有效的药物来改善TBI的短期和长期预后。颅内淋巴系统是近年来神经研究的关注热点之一,其主要由脑膜淋巴管(mLVs),胶质淋巴系统和血管周围间隙构成,该系统可通过由星型胶质细胞足端的AQP4形成液体交换网络,利用脑脊液流动将细胞内产生的代谢废物转运出,最终通过mLVs转运至颈部淋巴结完成代谢废物排出,若该系统发生损伤,则会导致代谢废物清除能力下降,引发神经系统疾病。故本项目从调控探索颅内淋巴引流效率及引流机制入手:①首次从调节脑淋巴引流的角度探究了IL-33对TBI小鼠的神经功能的作用,证明外源性IL-33可以增强TBI小鼠急性期皮层和海马的脑积液-脑组织间液交换,逆转AQP4的失调和去极化,调控了神经炎症,改善mLVs的引流,加速了颅内代谢废物的排出,促进了小鼠神经功能的恢复;②发现并证实了IL-33虽然无法直接保护炎症刺激下的人淋巴内皮细胞功能,但是其可通过诱导人淋巴内皮细胞产生CCL5和MCP1,趋化巨噬细胞来恢复人淋巴内皮细胞的迁移、成管、增殖能力;③首次发现了小鼠在颈淋巴结清扫术后6个月出现焦虑抑郁等精神异常症状,同时颅内出现AD样病理,并初步发现了该情况发生可能与MAPK/ERK信号通路激活和细胞自噬抑制相关。为进一步深入探究IL-33调控颅内淋巴管提供理论依据以及颅内淋巴系统引流及免疫调控相关研究打下理论基础。
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