葉 妮 李國陵 程曉東
(上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結合醫(yī)院臨床免疫研究所,上海 200437)
多發(fā)性硬化(Multiple sclerosis,MS)是最常見的中樞神經系統(tǒng)(Central nervous system,CNS)的自身免疫性疾病,其發(fā)病機制尚未明確。目前大多數學者認為其發(fā)病的關鍵是CD4+T細胞(主要是Th1和Th17)在外周自身髓鞘抗原的作用下異常激活,破壞血腦屏障(Blood brain barrier,BBB),在CNS內經抗原提呈細胞(Antigen presenting cell,APC)進一步激活,分泌大量炎性細胞因子攻擊髓鞘,進而導致神經元死亡和軸突變性,引起一系列神經癥狀[1]。炎性細胞浸潤和脫髓鞘是MS主要的病理特征,相關的病理研究多在其動物模型實驗性自身免疫性腦脊髓膜炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)中開展。在CNS中,少突膠質細胞(Oligoden-drocyte,OL)是髓鞘形成細胞,神經小膠質細胞(Microglia,MG)是主要免疫效應細胞,星形膠質細胞(Astrocyte,AST)也具有免疫和分泌功能,三者與脫髓鞘和髓鞘再生過程密切相關。本文綜述MG在EAE脫髓鞘和髓鞘再生中的直接作用機制,及其通過AST產生的間接作用機制及進展。
OL可形成致密、絕緣的多層膜性結構包繞軸突,即髓鞘,在促進神經元動作電位的跳躍式傳遞、營養(yǎng)軸突和維持神經可塑性中發(fā)揮重要作用。OL的損傷是脫髓鞘的直接原因,髓鞘再生也有賴于它的重新聚集。OL、AST和神經元均由神經干細胞發(fā)育分化而來,其中OL系可依據抗原表達、形態(tài)和功能特征可劃分為5個漸變的發(fā)展階段:前O2A祖細胞、O2A祖細胞、原OL、未成熟OL和OL。發(fā)育階段早于OL的細胞統(tǒng)稱為少突膠質前體細胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)。促進OPC生存、遷移和增殖的細胞因子會抑制OPC的分化,如音猬因子(Shh)、血小板衍生生長因子AA (PDGF-AA)、成纖維細胞生長因子-2、趨化因子CXCL12等。也有胰島素樣生長因子-1、腦源性神經營養(yǎng)因子既可促進OPC增殖,也可促進其分化[2]。增殖分化后的OPC遷移至軸突附近,突起延伸并黏附至軸突,進一步發(fā)育為成熟的OL螺旋狀包繞在軸突上,形成髓鞘。OL可以一個細胞同時發(fā)出多個板狀突起包繞數條以至數十條的軸突,形成多條有髓神經纖維。
EAE是用髓鞘特異性抗原致敏易感動物,產生與MS相似的病理過程和臨床表現(xiàn)的模型,已成為研究神經免疫學的主要工具。EAE的CNS內有大量炎性細胞浸潤,其中直接損傷OL的細胞因子以Th1和MG分泌的腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)和干擾素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)為主導。TNF-α誘導OL凋亡的機制已經被很好地揭示,如促進凋亡誘導因子移位到細胞核、上調TNF相關凋亡誘導配體的誘騙受體3、4的表達、活化半胱天冬酶(Caspase)1、3、8等[3]。以往發(fā)現(xiàn)IFN-γ可通過促進FasR的表達引起OL的凋亡,最近新發(fā)現(xiàn)IFN-γ可激活胰內質網的未折疊蛋白應答,引起OL內質網的應激反應直接損傷OL[4]。值得一提的是,近來OL的損傷是CNS內炎癥反應的原因還是結果引起了爭議,這將MS的發(fā)病機制上升到更加復雜的高度。有研究使用轉基因小鼠誘導性耗竭OL,發(fā)現(xiàn)OL丟失后出現(xiàn)了CD4+T細胞浸潤到CNS的現(xiàn)象,隨后由CNS內APC引起的炎癥反應引發(fā)的是二次大規(guī)模脫髓鞘,即有可能是OL的丟失觸發(fā)了髓鞘的自身免疫反應,引起MS[5]。盡管這個爭議暫無定論,可以肯定的是CNS內的炎癥反應極大地加速了OL的損傷。
OL是不能有絲分裂的細胞,丟失的OL必須由OPC分化補充,即髓鞘再生[6]。通常自發(fā)的髓鞘再生緊隨脫髓鞘而發(fā)生,但是脫落的髓鞘碎片可激活補體,加重CNS內免疫應答,抑制髓鞘再生,也破壞殘存的髓鞘[7]。高代謝活性、高能量需求、低抗氧化能力的OL對微環(huán)境的變化十分敏感,極易影響其成鞘能力。有研究表明,在炎癥環(huán)境中,OPC比成熟的OL更敏感,更易受到損傷[8]。AST形成的膠質瘢痕作為物理屏障極大地影響了髓鞘再生,在EAE中已觀察到OPC可以遷移到脫髓鞘區(qū)域,但是會被困在邊緣,不能穿透到損傷內部[9]。因此隨著EAE的病情進展,最終脫髓鞘部位的OPC減少,髓鞘再生是不完全的,甚至是失敗的。
MG不僅具有結構支持、營養(yǎng)軸突和修剪突觸等功能,作為CNS定居的巨噬細胞,也是CNS的主要免疫效應細胞,還具有免疫監(jiān)視、提呈抗原和應答損傷的功能。依據巨噬細胞的分類,可將MG分為靜息態(tài)M0型、促炎態(tài)M1型和抗炎態(tài)M2型。健康狀態(tài)下,M0型MG呈分支狀形態(tài),發(fā)揮監(jiān)視CNS微環(huán)境的作用,當CNS受到損傷時,MG可極化成M1或者M2型,變形為阿米巴樣形態(tài)。M1型可分泌大量的促炎細胞因子及時殺死外周入侵的病原體,但同時也會損傷CNS。M2型可分泌抗炎細胞因子和神經營養(yǎng)因子,促進損傷修復,與M1型相配合,共同維持CNS內環(huán)境的穩(wěn)定。然而,當CNS損傷反復出現(xiàn)時,M2型MG的抗炎作用逐漸減弱,不足以抵抗M1型誘發(fā)的炎癥反應,導致疾病的持續(xù)發(fā)展。在體外,脂多糖(Lipopol-ysaccharide,LPS)、IFN-γ是強有力的M1型的誘導劑,M1型MG的標志物有誘導性一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、IFN-γ、TNF-α等。IL-4可有效地誘導M2型MG,以精氨酸酶-1(Arginase-1,Arg-1)、甘露糖受體(CD206)、IL-4、IL-10等為標志物,與M1型明顯不同。需要注意的是,M1和M2型是MG活化后出現(xiàn)的兩種極端的功能狀態(tài),還發(fā)現(xiàn)了中間態(tài)和待發(fā)態(tài),總體MG是處于動態(tài)變化中[10]。
在EAE的發(fā)病初期,CNS內還沒有外周來源的巨噬細胞的浸潤,僅MG也可以發(fā)生免疫應答[11]。隨著損傷的持續(xù),BBB通透性的增加使得外周巨噬細胞進入CNS,與MG一起發(fā)揮免疫效應。由于激活的外周巨噬細胞和MG都呈現(xiàn)阿米巴樣形態(tài),難于分辨,很多研究在CNS內將其統(tǒng)稱為巨噬細胞/MG。如已發(fā)現(xiàn)在EAE的早期階段,是由M1型巨噬細胞/MG主導釋放促炎細胞因子、活化效應T細胞,M2型巨噬細胞/MG主要是在損傷的高峰期及恢復期起抗炎作用,促進組織修復[12]。事實上,這兩者也有一些不同之處。雖然這兩類細胞的轉錄組很大程度上是共用的,但仍有至少600個轉錄產物是特異表達的,如MG的Tmem119、TREM-2等,外周巨噬細胞的CXCL13、CCR1等[13]。極化能力上,相比外周巨噬細胞,MG極化成M2型的能力受到限制。基因表達上,M1型巨噬細胞比M1型MG表達更多的抗原提呈標記物,如CD1A、1B和1C[14]。至于應答損傷,外周巨噬細胞只分布在CNS內的損傷區(qū)域,而MG也可在損傷周圍分布。在損傷痊愈后,MG停留于CNS內,外周巨噬細胞則隨血液循環(huán)離開CNS[11]。
3.1提呈抗原 MG是固有免疫細胞,在CNS損傷時通過抗原提呈作用觸發(fā)適應性免疫應答。早已知曉的是,為了有效地啟動T細胞的活化,APC必須傳遞2個信號:一個來源于結合主要組織相容性復合體(Major histocompatibility complex,MHC)的抗原肽,另一個來源于共刺激分子。CNS內的APC主要指MG、AST、外周來源的巨噬細胞和樹突狀細胞(Dendritic cell,DC)。在提呈抗原的能力上,外周來源的DC活化初始T細胞更有效,而MG對浸潤到CNS內的T細胞的再度活化起了關鍵性的作用[15]。靜息時MG表達極低水平的MHCⅠ、MHCⅡ類分子和CD80、CD86等共刺激分子,但是在EAE的發(fā)病初期,MG表達的MHCⅡ類分子和共刺激分子明顯上調,先于臨床癥狀的出現(xiàn),表明M1型MG可以有效地將抗原提呈給CD4+T細胞,通過表位擴展,引起新浸潤的T細胞的激活[16]。此外,有研究發(fā)現(xiàn)MG表面MHCⅠ類分子的表達也出現(xiàn)了上升,表示MG也可以將抗原呈遞給CD8+T細胞,可能是通過交叉呈遞功能,即CD8+T細胞發(fā)揮的細胞毒溶解作用也參與了EAE的發(fā)病過程[17]。而隨著EAE的病程進展,在恢復期MG表達的MHCⅡ、CD80、CD86明顯降低,此時正是M2型MG占優(yōu)勢,表明主要是M1型MG而不是M2型MG發(fā)揮了抗原提呈作用[18]。T細胞再度活化后,可分泌促炎細胞因子、趨化因子等,激活更多的免疫細胞,迅速形成炎癥級聯(lián),攻擊OL。
3.2分泌促炎細胞因子 活化的T細胞分泌的促炎細胞因子,以及外周來源的免疫球蛋白、補體等,可以激活更多的MG,并誘導其向M1型極化。MG通過一系列免疫受體識別這些有害的刺激,如Toll樣受體(Toll like receptor,TLR)、NOD樣受體(NOD like receptor,NLR)和清道夫受體(Scavenger receptors,SR)[19]。此過程受到MAPK、JAK/STAT、PI3K/Akt等多條信號通路的調控,其中NF-κB作為共同的下游基因發(fā)揮了重要作用[20]。炎癥環(huán)境下,IκB激酶復合體被激活,IκB磷酸化導致NF-κB核定位片段被暴露,迅速移入核內與特異性κB序列結合,NF-κB被激活,作為強效的炎性轉錄因子促使MG向M1型極化。此時MG和T細胞都可分泌促炎細胞因子,可相互活化,形成炎癥級聯(lián)。MG分泌的TNF-α、IFN-γ、IL-12可促進Th0向Th1極化,Th1進而釋放IL-2、IL-12、IFN-γ、NF-κB,促進MG向M1極化;MG分泌的IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23可促進Th0向Th17極化,Th17分泌的IL-1β、IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、TNF-α、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(Granulocyte macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)又可加重炎癥[16]。除了形成炎癥級聯(lián),Th17分泌的IL-17、IL-22與BBB內皮細胞的IL-17R、IL-22R結合,下調緊密連接閉鎖蛋白的表達,破壞BBB,從而促進免疫反應[21]。近來一些炎性小體,尤其是NLR家族的NLRP3被認為在MS發(fā)病中起了關鍵性的作用。有研究發(fā)現(xiàn)GM-CSF可以激活NLRP3,促進IL-1β和IL-18的成熟和分泌,而IL-18可增強Th0向Th1和Th17的極化[22]。由此我們總結,雖然直接損傷OL的細胞因子以TNF-α和IFN-γ為主導,但是M1型MG和T細胞形成的炎癥級聯(lián)可多途徑地促進這兩種細胞因子的分泌,造成脫髓鞘。
3.3誘發(fā)氧化應激 炎癥環(huán)境下,MG的能量代謝方式出現(xiàn)了明顯的變化:常氧時,細胞的能量代謝是在葡萄糖轉化為丙酮酸之后,通過氧化磷酸化進入三羧酸循環(huán);而在MG向M1型極化時,丙酮酸主要通過無氧糖酵解進行代謝,伴隨著葡萄糖消耗增加和乳酸聚集。糖酵解使MG快速產生大量的活性氧物質(Reactive oxygen species,ROS)、活性氮物質(Reactive nitrogen species,RNS)以及NADPH氧化酶,通過增加內部環(huán)境的酸度和剝奪微生物的鐵抑制新陳代謝以發(fā)揮殺傷異物的功能[23]。同時,炎癥激活了NF-κB、STAT等信號,低氧環(huán)境促使了缺氧誘導因子-1(HIF-1)的產生,由于iNOS的啟動子區(qū)域含有多個炎癥和低氧相關轉錄因子的結合位點,iNOS可以大量表達[24]。iNOS使用NADPH提供的電子,通過氧化L-精氨酸,大量合成一氧化氮(Nitric oxide,NO)。NO本身作為第二信使和神經遞質,在血管舒張、吞噬、抗腫瘤、學習和記憶方面起了重要作用,而大量的NO可作為氧自由基損傷DNA,使DNA突變,作為信號分子引起p53和TNF介導的細胞凋亡,直接損傷OL和OPC[25]。更重要的是,NO可與ROS中超氧陰離子結合生成過氧亞硝酸鹽(Peroxynitrite,ONOO-),ONOO-是最活躍的RNS,作為強氧化劑破壞機體正常的抗氧化機制,破壞正常的代謝和膜功能,硝基化正常蛋白質的酪氨酸以及強烈抑制線粒體的氧化呼吸,有廣泛的細胞毒作用[26]。大量的ONOO-還可下調興奮性氨基酸轉運蛋白的表達,使谷氨酸積累于細胞外,引起興奮毒性損傷[27]。由此我們總結,由于MG能量代謝方式的改變引起一系列氧化應激產物的聚集,可以全面損傷CNS內的細胞,尤其是環(huán)境敏感的OL和OPC,也是造成脫髓鞘的重要原因。
3.4分泌趨化因子 生理狀態(tài)下,MG并不表達炎性趨化因子及其受體,但是在炎癥環(huán)境下,T細胞和MG都高表達一些趨化因子,成為EAE的另一大特點??傮w上,M1型MG高表達CCL2-CCL5、CCL8、CCL12、CCL19、CCL21、CCL22、CXCL1、CXCL3、CXCL8-CXCL13,及其受體CCR3、CXCR1、CXCR3等,可趨化MG、AST、T細胞、B細胞、DC等向CNS的病灶部位聚集,促進局部炎癥[28]。其中,TNF-α、IL-1β、IFN-γ可以誘導MG產生CCL2,CCL2被發(fā)現(xiàn)不僅能夠招募CCR2+CD11b+ly6Chi單個核細胞到CNS中,還破壞了BBB完整性[29]。雖然AST和內皮細胞也可產生CCL2,并且在EAE的不同階段發(fā)揮了作用,但是特異性消除AST和內皮細胞來源的CCL2后沒有抑制EAE的發(fā)病,所以MG來源的CCL2在誘導EAE中發(fā)揮了重要作用[30]。
3.5促進AST的脫髓鞘作用 雖然AST是CNS內提呈抗原能力最弱的APC,但是由于其在CNS內龐大的數量,它的免疫和分泌功能也必須考慮到。人類和鼠AST只構成性的表達一種TLR是TLR3,可被IFN-γ、IL-1β觸發(fā)上調,即炎癥環(huán)境可以激活AST[31]。作為BBB的重要組成成分,活化的AST丟失了在小血管周圍的終足,導致BBB通透性增加,是EAE發(fā)病的早期事件。EAE時,AST也可分泌促炎細胞因子與M1型MG、T細胞相互活化,促進炎癥級聯(lián),如IL-1β、IL-12、IL-23、IL-17、NF-κB[32]。此時AST表達的谷氨酸轉運體、谷氨酰胺合成酶與谷氨酸脫氫酶降低,表示細胞外谷氨酸的積累,引起OL的興奮毒性損傷[33]。此外,AST分泌的一些趨化因子,如CX32和CX47在CNS脫髓鞘區(qū)域嚴重降低,表示OL-OL、OL-AST之間的縫隙連接丟失,導致脫髓鞘[34]。對于髓鞘再生,除了前述膠質瘢痕的存在阻礙了OPC進入脫髓鞘區(qū)域內部,活化的AST還分泌了一些細胞外基質成分,如硫酸軟骨素蛋白多糖(CSPG)、高分子的透明質酸(HA),可抑制OPC的生長、分化和黏附,抑制髓鞘再生[35]。雖然我們并不能確定是否是MG最先激活了AST,但是M1型MG產生的炎癥級聯(lián)必然極大地促進了AST的脫髓鞘作用。
4.1結合負性共刺激信號 由于MG是CNS內固有的APC,它不僅可以結合CD80、CD86等正性共刺激信號,也可以結合負性共刺激信號,抑制T細胞應答,有利于髓鞘再生,目前相關的研究集中在程序性死亡受體-1(Programmed death-1,PD-1)。PD-1在活化的T細胞表面高度表達,與其配體PD-L1或者PD-L2結合后,通過磷酸化胞質區(qū)的免疫受體酪氨酸轉化基序(ITSM)傳導抑制性信號[36]。體外誘導的M1型MG高表達CD86和PD-L1,低表達PD-L2;M2型MG高表達PD-L2,中度表達PD-L1[37]。在EAE的研究中發(fā)現(xiàn),隨著病程的進展,CNS中浸潤的CD4+T細胞逐漸表達PD-1,在高峰期達到峰值,隨后下降,與MG表達的PD-L1趨勢一致,而MG表達的PD-L2呈平穩(wěn)狀態(tài)。這表明M1和M2型MG主要通過PD-L1與CD4+T細胞表面的PD-1結合而發(fā)揮免疫抑制作用,與EAE的自限性相關,M2型MG表達的PD-L2對T細胞的抑制作用還需要深入的研究[18]。通過PD-1敲除的小鼠發(fā)現(xiàn),PD-1是通過降低STAT-1的磷酸化水平、抑制NF-κB信號而抑制MG向M1型極化,增加STAT-6的磷酸化水平而促進其向M2型極化[38]。最近有研究發(fā)現(xiàn)CD40及其配體CD40L在M1型MG表面高表達,其可與Th1和Th17之間形成負反饋循環(huán)機制,或可成為一個抑制過度炎癥反應的免疫檢查點[39]。然而M2型MG并非靜息態(tài)MG,CD40和CD40L在M2型MG中的表達情況及意義目前未見報道。
4.2分泌抗炎細胞因子 在EAE的高峰期及緩解期,CNS中浸潤的CD4+T細胞中Th2逐漸取代Th1,釋放抗炎細胞因子,IL-4、IL-10、IL-13等。這些細胞因子可以抑制M1型MG的活性,誘導MG向M2型極化。M2型MG進一步分泌IL-4、IL-10、IL-13、轉化生長因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(Peroxisome proliferator activated receptor γ,PPARγ)等,抑制CNS內炎癥應答,也可誘導Th2和調節(jié)性T細胞(regulatory T cell,Treg)的產生[40]。在向M2型的極化過程中,STAT-6通路起了關鍵作用,IL-4、IL-13分別與MG表面的IL-4R、IL-13R結合,IL-10與MG表面的IL-10R1/2結合都可激活STAT-6,釋放抗炎細胞因子[41]。有趣的是,一些促炎細胞因子,如TNF-α、IFN-γ也被證明具有保護髓鞘的功能。有研究發(fā)現(xiàn)在EAE中阻斷了TNF-α后,雖然降低了發(fā)病率、延遲了發(fā)病時間,但是增加了脾中Th1和Th17應答,小鼠CNS內OPC和OL數量減少,髓鞘再生被明顯的延遲[42]。究其原因,是因為TNF-α的受體有TNFR1和TNFR2之別,TNFR1在CNS中主要誘導細胞凋亡,而TNFR2是促進OL分化的重要分子[43]。有研究發(fā)現(xiàn)用藥物治療EAE后,隨著M2型MG的產生,IL-10的分泌增加,但是同時IFN-γ不降反增,表明IFN-γ和IL-10一樣有保護髓鞘作用[44]。早年發(fā)現(xiàn)IFN-γ對髓鞘的作用依賴其濃度變化,體外低濃度的IFN-γ刺激后的MG可以促進OL的形成,而高濃度時抑制OPC分化,并且這種抑制作用可被IL-4消除[45]。近來有研究發(fā)現(xiàn)它還可以抑制髓鞘脂質過氧化產物的產生,促進髓鞘碎片的清除,豐富了IFN-γ的髓鞘保護機制[46]。值得注意的是,TGF-β作為抗炎細胞因子之一,在高濃度時可誘導Treg的產生,在低濃度時也可誘導初始T細胞向Th17分化,促進EAE的發(fā)展[47]。
圖1 神經小膠質細胞在EAE脫髓鞘和髓鞘再生的關鍵作用機制Fig.1 Key mechanisms of microglial function on demye-lination and remyelination in EAE modelNote:Yellow arrows mean demyelination and red arrows mean remyelination.
4.3吞噬髓鞘碎片 吞噬作用是巨噬細胞的一項基本生物學功能,M2型MG發(fā)揮的吞噬髓鞘碎片作用是促進髓鞘再生的重要途徑。與M1型相比,M2型MG的葡萄糖消耗量顯著降低,主要通過氧化磷酸化進行能量代謝,與未極化的MG相似[48]。此時精氨酸代謝為鳥氨酸和多胺,通過調節(jié)能量需求和膜流動性有助于吞噬作用[49]。吞噬髓鞘碎片依賴于一系列胞膜上的磷脂酰絲氨酸(Phosphati-dylserine,PS)受體,如Mer-TK、TREM-2、SIRP-α。EAE中,脫落的OL胞膜上的PS外翻,M2型MG表面的PS受體與之結合,從而成功地吞噬髓鞘碎片,抑制免疫級聯(lián)的發(fā)生,為髓鞘再生提供空間[50]。盡管M1型MG也可表達相似的PS受體,但其吞噬髓鞘碎片能力相對較弱。在CNS中,由于瓦勒變性,髓鞘碎片的清除是緩慢和不完全的,相比外周巨噬細胞,MG有效清除碎片的能力大幅降低[51]。MG的吞噬能力也非越強越有利,有研究發(fā)現(xiàn)其過度的吞噬還可以引起呼吸爆發(fā),造成氧化應激[52]。
4.4促進AST的髓鞘再生作用 在EAE的晚期階段,由于Th2和M2型MG的增加,激發(fā)纖維型AST增生,在髓鞘再生時表現(xiàn)出一定的促進作用。先前被證明AST來源的CXCL10可以抑制OPC的分化,但是也有研究表明AST有招募MG到CNS損傷區(qū)域的功能,進而吞噬髓鞘碎片,這個過程正是由AST分泌的CXCL10調節(jié)的[53]。AST也可以產生IL-4、IL-10、TGF-β等抗炎細胞因子抑制MG的活化和MHCⅡ類分子的表達[54]。EAE時,AST高表達IL-9,IL-9與其他促炎細胞因子聯(lián)合,會抑制OPC增殖和分化,但與IFN-γ聯(lián)合能促使OPC增殖和分化[55]。此外,AST也被發(fā)現(xiàn)有吞噬凋亡細胞的能力,依賴于AST附近的微環(huán)境,其吞噬能力不如MG強大[56]。由AST形成致密的膠質瘢痕,在某種程度上可以保護周圍細胞免受胞外鉀、谷氨酸、ROS、RNS等水平升高導致的繼發(fā)變性,有利于髓鞘再生。
綜上所述,M1型MG可通過提呈抗原、分泌促炎細胞因子、誘發(fā)氧化應激、分泌趨化因子的直接作用引發(fā)脫髓鞘,還可通過AST間接地損傷髓鞘,在EAE發(fā)病的早期起到了推動作用。而在EAE的高峰期和恢復期,M2型MG占優(yōu)勢,通過結合負性共刺激信號、分泌抗炎細胞因子、吞噬髓鞘碎片的途徑抑制M1型MG的作用,也可通過AST間接地促進髓鞘再生。在未來,基于M1和M2型MG的功能特性,在MS的發(fā)病早期調節(jié)M1/M2型MG的比例,使M2型MG占優(yōu)勢有望成為治療MS的有效途徑。比如通過抑制NF-κB信號、促進STAT-6通路、抑制M1型MG的氧化應激水平、適度地增強M2吞噬髓鞘碎片的能力等。但是大量的增加M2型MG,抑制M1型MG的產生,是否會因CNS內防御能力的下降而誘發(fā)新的問題,還需要深入探索。
參考文獻:
[1] Rangachari M,Kerfoot SM,Arbour N,etal.Editorial:lymphocytes in MS and EAE:more than just a CD4+world[J].Front Immunol,2017,8:133.
[2] Mitew S,Hay CM,Peckham H,etal.Mechanisms regulating the development of oligodendrocytes and central nervous system myelin[J].Neuroscience,2014,276(2014):29-47.
[3] Chen KB,Uchida K,Nakajima H,etal.Tumor necrosis factor-α antagonist reduces apoptosis of neurons and oligodendroglia in rat spinal cord injury[J].Spine (Phila Pa 1976),2011,36(17):1350-1358.
[4] Lin Y,Huang G,Jamison S,etal.PERK activation preserves the viability and function of remyelinating oligodendrocytes in immune-mediated demyelinating diseases[J].Am J Pathol,2014,184(2):507-519.
[5] Traka M,Podojil JR,McCarthy DP,etal.Oligodendrocyte death results in immune-mediated CNS demyelination[J].Nat Neurosci,2016,19(1):65-74.
[6] Dietz KC,Polanco JJ,Pol SU,etal.Targeting human oligodendrocyte progenitors for myelin repair[J].Exp Neurol,2016,283(Pt B):489-500.
[7] Kopper TJ,Gensel JC.Myelin as an inflammatory mediator:myelin interactions with complement,macrophages,and microglia in spinal cord injury[J].J Neurosci Res,2017,doi:10.1002/jnr.24114.
[8] Cui QL,Kuhlmann T,Miron VE,etal.Oligodendrocyte progenitor cell susceptibility to injury in multiple sclerosis[J].Am J Pathol,2013,183(2):516-525.
[9] Bannerman P,Hahn A,Soulika A,etal.Astrogliosis in EAE spinal cord:derivation from radial glia,and relationships to oligodendroglia[J].Glia,2007,55(1):57-64.
[10] Tang Y,Le W.Differential roles of M1 and M2 microglia in neurodegenerative diseases[J].Mol Neurobiol,2016,53(2):1181-1194.
[11] Yamasaki R,Lu H,Butovsky O,etal.Differential roles of microglia and monocytes in the inflamed central nervous system[J].J Exp Med,2014,211(8):1533-1549.
[12] Rawji KS,Yong VW.The benefits and detriments of macrophages/microglia in models of multiple sclerosis[J].Clin Dev Immunol,2013,2013:948976.
[13] Hickman SE,Kingery ND,Ohsumi TK,etal.The microglial sensome revealed by direct RNA sequencing[J].Nat Neurosci,2013,16(12):1896-1905.
[14] Durafourt BA,Moore CS,Zammit DA,etal.Comparison of polarization properties of human adult microglia and blood-derived macrophages[J].Glia,2012,60(5):717-727.
[15] Chastain EM,Duncan DS,Rodgers JM,etal.The role of antigen presenting cells in multiple sclerosis[J].Biochim Biophys Acta,2011,1812(2):265-274.
[16] Strachan-Whaley M,Rivest S,Yong VW.Interactions between microglia and T cells in multiple sclerosis pathobiology[J].J Interferon Cytokine Res,2014,34(8):615-622.
[17] Goverman J.Autoimmune T cells responses in the central nervous system[J].Nat Rev Immunol,2009,9(6):393-407.
[18] Hu J,He H,Yang Z,etal.Programmed death ligand-1 on microglia regulates Th1 differentiation via nitric oxide in experimental autoimmune encephalomyelitis[J].Neurosci Bull,2016,32(1):70-82.
[19] Ransohoff RM,Browm MA.Innate immunity in the central nervous system[J].J Clin Invest,2012,122(4):1164-1171.
[20] Merson TD,Binder MD,Kilpatrick TJ.Role of cytokines as mediators and regulators of microglia activity in inflammatory demyelination of the CNS[J].Necro Mol Med,2010,12(2):99-132.
[21] Huppert J,Closhen D,Croxford A,etal.Cellular mechanisms of IL-17 induced blood brain barrier disruption[J].FASEB J,2010,24(4):1023-1034.
[22] Barclay W,Shinohara ML.Inflammasome activation in multiple sclerosis and experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE)[J].Brain Pathol,2017,27(2):213-219.
[23] Orihuela R,McPherson CA,Harry GJ.Microglial M1/M2 polarization and metabolic states[J].Br J Pharmacol,2016,173(4):649-665.
[24] Robinson MA,Baumgardner JE,Otto CM.Oxygen-dependent regulation of nitric oxide production by inducible nitric oxide synthase[J].Free Radic Biol Med,2011,51(11):1952-1965.
[25] Nadjafi S,Ebrahimi SA,Rahbar-Roshandel N.Effect of berberine on nitric oxide production during oxygen-glucose deprivation/reperfusion in OLN-93 oligodendrocytes[J].Pak J Biol Sci,2014,17(11):1185-1189.
[26] Li L,Zhao D,Li J.Alteration of apoptotic protease activating factor 1 expression and possible role in ONOO(-)-induced apoptosis in human cerebral vascular smooth muscle cells[J].Int J Clin Exp Med,2015,8(10):19739-19745.
[27] Vercellino M,Masera S,Lorenzatti M,etal.Demyelination,inflammation,and neurodegeneration in multiple sclerosis deep gray matter[J].J Neuropathol Exp Neurol,2009,68(5):489-502.
[28] Ramesh G,MacLean AG,Philipp MT.Cytokines and chemokines at the crossroads of neuroinflammation,neurodegeneration,and neuropathic pain[J].Mediators Inflamm,2013,2013:480739.
[29] Semple BD,Kossmann T,Morganti-Kossmann MC.Role of chemokines in CNS health and pathology:a focus on the CCL2/CCR2 and CXCL8/CXCR2 networks[J].J Cereb Blood Flow Metab,2010,30(3):459-473.
[30] Paul D,Ge S,Lemire Y,etal.Cell-selective knockout and 3D confocal image analysis reveals separate roles for astrocyte-and endothelial-derived CCL2 in neuroinflammation[J].J Neuroinflammation,2014,11:10.
[31] Sal mina AB,Komleva YK,Lopatina OL,etal.Astroglial control of neuroinflammation:TLR3-mediated dsRNA-sensing pathways are in the focus[J].Rev Neurosci,2015,26(2):143-159.
[32] Chanaday NL,Roth GA.Microglia and astrocyte activation in the frontal cortex of rats with experimental autoimmune encephalomyelitis[J].Neuroscience,2016,314:160-169.
[33] Murugan M,Ling EA,Kaur C.Dysregulated glutamate uptake by astrocytes causes oligodendroglia death in hypoxic perventricular white matter damage[J].Mol Cell Neurosci,2013,56:342-354.
[34] Markoullis K,Sargiannidou I,Gardner C,etal.Disruption of oligodendrocyte gap junctions in experimental autoimmune encephalomyelitis.[J] Glia,2012,60(7):1053-1066.
[35] Stoffels JM,Hoekstra D,Franklin RJ,etal.The EIIIA domain from astrocyte-derived fibronectin mediates proliferation of oligodendrocyte progenitor cells following CNS demyelination[J].Glia,2015,63(2):242-256.
[36] Dai S,Jia R,Zhang X,etal.The PD-1/PD-Ls pathway and autoimmune diseases[J].Cell Immunol,2014,290(1):72-79.
[37] Zhang XM,Lund H,Mia S,etal.Adoptive transfer of cytokine-induced immunomodulatory adult microglia attenuates experimental autoimmune encephalomyelitis in DBA/1 mice[J].Glia,2014,62(5):804-817.
[38] Yao A,Liu F,Chen K,etal.Programmed death 1 deficiency induces the polarization of macrophages/microglia to the M1 phenotype after spinal cord injury in mice[J].Neurotherapeutics,2014,11:636-650.
[39] Gaikwad S,Patel D,Agrawal-Rajput R,etal.CD40 negatively regulates ATP-TLR4-activated inflammasome in microglia[J].Cell Mol Neurobiol,2017,37(2):351-359.
[40] Correale J.The role of microglial activation in disease progression[J].Mult Scler,2014,20(10):1288-1295.
[41] Yin L,Chen Y,Qu Z,etal.Involvement of JAK/STAT signaling in the effect of cornel iridoid glycoside on experimental autoimmune encephalomyelitis amelioration in rats[J].J Neuroimmunol,2014,274(1-2):28-37.
[42] Batoulis H,Recks MS,Holland FO,etal.Blockade of tumour necrosis factor-α in experimental autoimmune encephalomyelitis reveals differential effects on the antigen-specific immune response and central nervous system histopathology[J].Clin Exp Immunol,2014,175(1):41-48.
[43] Madsen PM,Motti D,Karmally S,etal.Oligodendroglial TNFR2 mediates membrane TNF-dependent repair in experimental autoimmune encephalomyelitis by promoting oligodendrocyte differentiation and remyelination[J].J Neurosci,2016,36(18):5128-5143
[44] Benedek G,Zhang J,Bodhankar S,etal.Estrogen induces multiple regulatory B cell subtypes and promotes M2 microglia and neuroprotection during experimental autoimmune encephalomyelitis[J].J Neuroimmunol,2016,293:45-53.
[45] Butovsky O,Ziv Y,Schwartz A,etal.Microglia activated by IL-4 or IFN-gamma differentially induce neurogenesis and oligodendrogenesis from adult stem/progenitor cells[J].Mol Cell Neurosci,2006,31(1):149-160.
[46] Sosa RA,Murphey C,Robinson RR,etal.IFN-γ ameliorates autoimmune encephalomyelitis by limiting myelin lipid peroxidation[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2015,112(36):E5038-5047.
[47] Ghaedi M,Namdari H,Rahimzadeh P,etal.Different doses of transforming growth factor-β on in vitro differentiation of human na?ve CD4+T cells to T helper 17[J].Iran J Allergy Asthma Immuno,2015,14(6):633-637.
[48] Blagih J,Jones RG.Polarizing macrophages through reprogram ming of glucose metabolism[J].Cell Metab,2012,15(6):793-795.
[49] Mills CD.M1 and M2 macrophages:oracles of health and disease[J].Crit Rev Immunol,2012,32(6):463-488.
[50] Sierra A,Abiega O,Shahraz A,etal.Janus-faced microglia:beneficial and detrimental consequences of microglial phagocytosis[J].Front Cell Neurosci,2013,7:6.
[51] Shinjo R,Imagama S,Ito Z,etal.Keratan sulfate expression is associated with activation of a subpopulation of microglia/macrophages in Wallerian degeneration[J].Neurosci Lett,2014,579:80-85.
[52] Claude J,Linnartz-Gerlach B,Kudin AP,etal.Microglial CD33-related Siglec-E inhibits neurotoxicity by preventing the phagocytosis-associated oxidative burst[J].J Neurosci,2013,33(46):18270-18276.
[53] Skripuletz T,Hackstette D,Bauer K,etal.Astrocytes regulate myelin clearance through recruitment of microglia during cuprizone-induced demyelination[J].Brain,2013,136(Pt 1):147-167.
[54] Arbo BD,Bennetti F,Ribeiro MF.Astrocytes as a target for neuroprotection:modulation by progesterone and dehydroepiand-rosterone[J].Prog Neurobiol,2016,144:27-47.
[55] Ding X,Cao F,Cui L,etal.IL-9 signaling affects central nervous system resident cells during inflammatory stimuli[J].Exp Mol Pathol,2015,99(3):570-574.
[56] Ponath G,Ramanan S,Mubarak M,etal.Myelin phagocytosis by astrocytes after myelin damage promotes lesion pathology[J].Brain,2017,140(2):399-413.