【中心科研】Advanced Science∣中山三院腦病中心團(tuán)隊(duì)最新發(fā)現(xiàn)：慢性應(yīng)激通過(guò)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞胞外網(wǎng)捕加劇腦淀粉樣血管病

發(fā)布人：精神與神經(jīng)疾病研究中心 發(fā)布日期：2024-09-30

腦淀粉樣血管?。–erebral amyloid angiopathy, CAA）是最常見(jiàn)的增齡相關(guān)性腦小血管病1。其病理生理學(xué)過(guò)程提示，β淀粉樣蛋白（Amyloid protein beta, Aβ）在腦小血管壁中沉積并引起血腦屏障破壞，最終造成腦出血或認(rèn)知功能障礙2。此外，多項(xiàng)研究還表明焦慮抑郁情緒促進(jìn)腦淀粉樣血管病的病情進(jìn)展3。新近發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞遇到Aβ后發(fā)生NETosis并參與多種腫瘤、卒中等慢性、急性炎癥性疾病4,5，然而，其在CAA等腦小血管病中的作用仍有待發(fā)掘。

近日，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院腦病中心陸正齊教授/蔡蔚副研究員團(tuán)隊(duì)于Advanced Science（中科院一區(qū)）在線發(fā)表長(zhǎng)文“Chronic Stress Exacerbates Cerebral Amyloid Angiopathy through Promoting Neutrophil Extracellular Traps formation”，報(bào)道焦慮情緒加劇中性粒細(xì)胞發(fā)生NETosis并促進(jìn)CAA的病情進(jìn)展，開(kāi)拓了負(fù)性情緒加劇的神經(jīng)炎癥在腦小血管病發(fā)病機(jī)制中的研究思路。

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原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202404096

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研究概述

在該研究中，我們發(fā)現(xiàn)CAA小鼠模型慢性應(yīng)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(guò)Bulk-RNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)慢性應(yīng)激后CAA小鼠腦中中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)增加，并同樣在CAA患者中觀察到焦慮自評(píng)量表評(píng)分SAS與外周血中性粒細(xì)胞的數(shù)量呈正相關(guān)。

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進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)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(dǎo)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)并發(fā)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(xì)胞的浸潤(rùn)及NETosis 的發(fā)生加劇。應(yīng)用抑制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的CXCR2抑制劑SB225002及中性粒細(xì)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(shuō)明中性粒細(xì)胞及其胞外網(wǎng)捕死亡參與CAA的病情進(jìn)展。

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同時(shí)，CAA小鼠模型慢性應(yīng)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(xì)胞浸潤(rùn)、NETosis的增加及CAA病情的加劇，應(yīng)用抑制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的CXCR2抑制劑SB225002及中性粒細(xì)胞NETosis抑制劑GSK484能夠有效緩解負(fù)性情緒引起的CAA病情的進(jìn)展，說(shuō)明焦慮抑郁情緒同樣通過(guò)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞發(fā)生網(wǎng)捕死亡進(jìn)而影響CAA的病情進(jìn)展。

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體外分離小鼠的骨髓中性粒細(xì)胞并用Aβ40處理后發(fā)現(xiàn)，Aβ40能夠誘導(dǎo)NETosis的發(fā)生，并呈時(shí)間及濃度梯度依賴性；分離健康對(duì)照的外周血中性粒細(xì)胞并用CAA患者的血漿進(jìn)行處理，能夠發(fā)現(xiàn)CAA患者血漿足以誘導(dǎo)NETosis的發(fā)生，而用抗體清除了血漿中Aβ40后，其誘導(dǎo)NETosis的能力消失，說(shuō)明CAA小鼠模型及CAA患者體內(nèi)升高的Aβ40能夠誘導(dǎo)NETosis的發(fā)生。進(jìn)一步對(duì)Aβ40處理過(guò)的中性粒細(xì)胞的bulk- RNA測(cè)序的GSEA分析發(fā)現(xiàn)，Aβ40處理后中性粒細(xì)胞的IL-4產(chǎn)生通路上調(diào)，并通過(guò)Western Blot、流式細(xì)胞分析術(shù)等方式明確Aβ40處理后中性粒細(xì)胞STAT6通路激活，抑制STAT6通路后Aβ40誘導(dǎo)NETosis減少，說(shuō)明Aβ40通過(guò)激活中性粒細(xì)胞中的STAT6通路誘導(dǎo)NETosis的發(fā)生。
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同時(shí)，通過(guò)對(duì)慢性應(yīng)激小鼠腦組織的bulk- RNA測(cè)序GO富集分析發(fā)現(xiàn)，慢性應(yīng)激后小鼠腦中兒茶酚胺相關(guān)通路上調(diào)。通過(guò)對(duì)CAA患者外周血漿中兒茶酚胺的含量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，CAA患者外周血中去甲腎上腺素（Norepinephrine，NE）含量明顯上升。通過(guò)分離小鼠骨髓中性粒細(xì)胞并用兒茶酚胺處理后發(fā)現(xiàn)，僅有NE能夠誘導(dǎo)NETosis的發(fā)生，說(shuō)明慢性應(yīng)激小鼠腦中NE的升高直接誘導(dǎo)NETosis的增加，并協(xié)同Aβ40引起、加重CAA的病情發(fā)生發(fā)展。
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研究意義

上述發(fā)現(xiàn)提示，慢性壓力通過(guò)促進(jìn)中性粒細(xì)胞發(fā)生NETosis，增強(qiáng)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(jìn)了腦淀粉樣血管病的進(jìn)展。抑制中性粒細(xì)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(xì)胞在負(fù)性情緒下破壞血腦屏障的新機(jī)制，為研發(fā)針對(duì)CAA的特異有效的治療方法的臨床轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

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研究團(tuán)隊(duì)

本研究由中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院精神與疾病研究中心（腦病中心）腦血管病團(tuán)隊(duì)完成。該文的共同第一作者是黃惠蓬博士和鄧曉暉博士，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(zhǎng)期致力于研究腦血管病的免疫機(jī)制及干預(yù)靶點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)的前期研究表明，Aβ40誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的遷移小體參與CAA的發(fā)病機(jī)制6，填補(bǔ)了固有免疫在腦小血管病發(fā)病機(jī)制中的空白。本研究是該團(tuán)隊(duì)在腦血管病治療領(lǐng)域的系列研究中的重要成果之一，并且為下一步臨床轉(zhuǎn)化提供了新思路。

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參考文獻(xiàn)

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2.Kellie JF, Campbell BCV, Watson R, et al. Amyloid-beta (Abeta)-Related Cerebral Amyloid Angiopathy Causing Lobar Hemorrhage Decades After Childhood Neurosurgery. Stroke. 2022;53(8):e369-e374.

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4.Castanheira FVS, Kubes P. Neutrophils and NETs in modulating acute and chronic inflammation. Blood. 2019;133(20):2178-2185.

5.Munir H, Jones JO, Janowitz T, et al. Stromal-driven and Amyloid beta-dependent induction of neutrophil extracellular traps modulates tumor growth. Nat Commun. 2021;12(1):683.

6.Hu M, Li T, Ma X, et al. Macrophage lineage cells-derived migrasomes activate complement-dependent blood-brain barrier damage in cerebral amyloid angiopathy mouse model. Nat Commun. 2023;14(1):3945.