中大新聞網訊(通訊員 黃惠蓬)近日,中山大學附屬第三醫院腦病中心陸正齊教授/蔡蔚副研究員團隊于Advanced Science(中科院一區)在線發表長文“Chronic Stress Exacerbates Cerebral Amyloid Angiopathy through Promoting Neutrophil Extracellular Traps formation”,報道焦慮情緒加劇中性粒細胞發生NETosis并促進CAA的病情進展,開拓了負性情緒加劇的神經炎癥在腦小血管病發病機制中的研究思路。
在該研究中,團隊發現CAA小鼠模型慢性應激后β淀粉樣蛋白1-40沉積增加,血管壁緊密連接蛋白破壞及脫髓鞘也隨之增加,通過Bulk-RNA測序發現慢性應激后CAA小鼠腦中中性粒細胞浸潤增加,并同樣在CAA患者中觀察到焦慮自評量表評分SAS與外周血中性粒細胞的數量呈正相關。
進一步探究發現CAA模型小鼠中沉積于腦血管中的β淀粉樣蛋白1-40(Amyloid protein beta 1-40, Aβ40)可誘導中性粒細胞浸潤并發生NETosis,并隨著年齡的增加,腦血管中β淀粉樣蛋白1-40的增加,中性粒細胞的浸潤及NETosis 的發生加劇。應用抑制中性粒細胞浸潤的CXCR2抑制劑SB225002及中性粒細胞NETosis抑制劑GSK484,能夠有效地緩解CAA小鼠模型中腦血管壁緊密連接蛋白的破壞及脫髓鞘,說明中性粒細胞及其胞外網捕死亡參與CAA的病情進展。
CAA小鼠模型慢性應激造模后腦血管中β淀粉樣蛋白1-40沉積增加同樣伴隨著中性粒細胞浸潤、NETosis的增加及CAA病情的加劇,應用抑制中性粒細胞浸潤的CXCR2抑制劑SB225002及中性粒細胞NETosis抑制劑GSK484能夠有效緩解負性情緒引起的CAA病情的進展,說明焦慮抑郁情緒同樣通過誘導中性粒細胞發生網捕死亡進而影響CAA的病情進展。
體外分離小鼠的骨髓中性粒細胞并用Aβ40處理后發現,Aβ40能夠誘導NETosis的發生,并呈時間及濃度梯度依賴性;分離健康對照的外周血中性粒細胞并用CAA患者的血漿進行處理,能夠發現CAA患者血漿足以誘導NETosis的發生,而用抗體清除了血漿中Aβ40后,其誘導NETosis的能力消失,說明CAA小鼠模型及CAA患者體內升高的Aβ40能夠誘導NETosis的發生。進一步對Aβ40處理過的中性粒細胞的bulk- RNA測序的GSEA分析發現,Aβ40處理后中性粒細胞的IL-4產生通路上調,并通過Western Blot、流式細胞分析術等方式明確Aβ40處理后中性粒細胞STAT6通路激活,抑制STAT6通路后Aβ40誘導NETosis減少,說明Aβ40通過激活中性粒細胞中的STAT6通路誘導NETosis的發生。
通過對慢性應激小鼠腦組織的bulk- RNA測序GO富集分析發現,慢性應激后小鼠腦中兒茶酚胺相關通路上調。通過對CAA患者外周血漿中兒茶酚胺的含量檢測發現,CAA患者外周血中去甲腎上腺素(Norepinephrine,NE)含量明顯上升。通過分離小鼠骨髓中性粒細胞并用兒茶酚胺處理后發現,僅有NE能夠誘導NETosis的發生,說明慢性應激小鼠腦中NE的升高直接誘導NETosis的增加,并協同Aβ40引起、加重CAA的病發生發展。
上述發現提示,慢性壓力通過促進中性粒細胞發生NETosis,增強了腦血管中淀粉樣蛋白β的沉積,并加劇了隨后的腦損傷,促進了腦淀粉樣血管病的進展。抑制中性粒細胞向腦的趨化或抑制NET的形成都能在慢性壓力的背景下減輕CAA的病情。研究揭示了CAA中固有免疫細胞在負性情緒下破壞血腦屏障的新機制,為研發針對CAA的特異有效的治療方法的臨床轉化奠定了基礎。
本研究由中山大學附屬第三醫院精神與疾病研究中心(腦病中心)腦血管病團隊完成。該文的共同第一作者是黃惠蓬博士研究生和鄧曉暉博士研究生,通訊作者為陸正齊教授、蔡蔚副研究員。陸正齊教授課題組長期致力于研究腦血管病的免疫機制及干預靶點。團隊的前期研究表明,Aβ40誘導巨噬細胞產生的遷移小體參與CAA的發病機制,填補了固有免疫在腦小血管病發病機制中的空白。本研究是該團隊在腦血管病治療領域的系列研究中的重要成果之一,并且為下一步臨床轉化提供了新思路。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202404096