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吳武田研究團隊揭示:微血管內皮細胞吞噬髓鞘碎片,促進神經損傷後修複

日期: 2019-02-11
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       髓鞘包裹於神經細胞軸突外周,在神經係統中發揮著重要的絕緣性能和加速神經傳導的作用。由於車禍、墜落、運動或其他暴力作用導致的脊髓損傷常伴隨髓鞘的急性損傷,然而,目前臨床上尚無有效的治療手段。


       清除受損髓鞘對於確保神經損傷後功能恢複至關重要。在最近的一項研究中,315电影网生物首席技術總監吳武田教授與美國佛羅裏達州立大學醫學院任藝教授課題組、重慶大學生物工程學院王貴學教授等通過小鼠實驗發現,通過自噬-溶酶體途徑處理髓鞘碎片可促進炎症和血管生成,並可能有助於纖維化疤痕的形成。該研究為脫髓鞘疾病的臨床治療提供新的思路,相關研究成果1月21日在線發表於國際頂級神經科學期刊《Nature Neuroscience》(《自然·神經科學》)。


吳武田研究團隊揭示:微血管內皮細胞吞噬髓鞘碎片,促進神經損傷後修複


       髓鞘破壞後產生的髓鞘碎片是刺激炎症反應和抑製神經修複的重要因素,一般理論認為,骨髓來源的巨噬細胞響應髓鞘碎片的刺激,大約需要一周的時間被募集到損傷區域導致繼發性損傷。然而,在骨髓來源的巨噬細胞充滿受損脊髓之前是否有其它細胞類型在受損區域響應髓鞘碎片的刺激,是否這類細胞也參與動員骨髓來源的巨噬細胞到損傷部位加劇繼發性損傷?如果存在這類細胞,其響應髓鞘碎片刺激的細胞和分子機製又是什麽,這種響應對脊髓損傷後恢複又有何影響? 


吳武田研究團隊揭示:微血管內皮細胞吞噬髓鞘碎片,促進神經損傷後修複

脊髓損傷區域細胞類型分布:髓鞘碎片(綠色)、微血管(紅色)、巨噬細胞(灰色)、膠質細胞(黃色)、神經軸突(藍色)。


       圍繞上述科學問題,研究人員設計了小鼠脊髓損傷模型和實驗性自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型開展實驗。研究發現:微血管內皮細胞在脫髓鞘疾病中作為新型吞噬髓鞘碎片的細胞,其通過自噬—溶酶體新途徑降解髓鞘碎片,並造成自身功能變化引發骨髓來源的巨噬細胞募集,促進脫髓鞘疾病的慢性炎症,血管新生和纖維瘢痕的形成。


       該研究發現微血管內皮細胞是吞噬髓鞘碎片的一種新型細胞。通常認為,內皮細胞作為血管內壁組成細胞,其主要功能是維持血管張力以及參與構建血腦屏障。然而該研究發現脊髓受損後,新生的微血管內皮細胞可以吞噬免疫球蛋白G包裹的髓鞘碎片。


 吳武田研究團隊揭示:微血管內皮細胞吞噬髓鞘碎片,促進神經損傷後修複

體外微血管內皮細胞吞噬髓鞘碎片:微血管內皮細胞(紅色)、髓鞘碎片(綠色)、細胞核(藍色)。


       一旦微血管內皮細胞吞噬並通過自噬—溶酶體通路降解髓鞘碎片,就能促進炎症和異常的血管新生。進而,它們幫助骨髓來源的巨噬細胞的募集於損傷區域,促進慢性炎症,這為巨噬細胞在脫髓鞘區域浸潤的機製提供了可能的解釋。除此以外,研究人員還發現,吞噬降解碎片賦予了內皮細胞纖維化成分生成的能力,使得這些細胞獲得了促進纖維化瘢痕形成的新功能。


       該研究發現了脫脊髓後響應髓鞘碎片刺激的新細胞類型,揭示了髓鞘碎片刺激微血管內皮細胞引發的天然免疫反應導致二次損傷的新機製。研究人員希望通過更好地了解疾病的發生發展機製,幫助臨床上找到有效治療脊髓損傷的新方法。

|參考來源:BioArt



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