当治疗小鼠脑肿胀时,时间是本质的
美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员发现,大脑中的杰基尔和海德免疫细胞最终有助于大脑修复,但受伤后的早期可能会导致致命的肿胀,这表明实施治疗的时机可能至关重要。这些两用细胞被称为骨髓单核细胞,通过血液被运送到大脑。它们只是NIH研究人员追踪的一种大脑免疫细胞,实时观察大脑在受伤后自我修复的过程。该研究发表于自然神经科学,由美国国立卫生研究院神经疾病与中风研究所(NINDS)内部研究计划资助。
“修大脑受伤后是一个精心策划、协调的过程,在错误的时间进行治疗最终可能弊大于利,”国立卫生研究院科学家、该研究的资深作者多里安·麦加文博士说。
脑血管损伤,或大脑损伤血管,可能发生以下几种情况,包括创伤性脑损伤或中风。McGavern博士和nds科学家Larry Latour,医学博士,以及他们的同事观察到,一部分中风患者在手术切除脑出血和脑肿胀后血导致中风的血管血栓。这种肿胀,也被称为水肿,会导致不良的结果,甚至可能是致命的,因为大脑结构会受到挤压并进一步受损。
了解船为了确定潜在的治疗策略,麦加文博士和他的团队开发了一个脑血管损伤的动物模型,并使用了最先进的显微镜成像技术来观察大脑对损伤的反应实时。
受伤后,立即脑部受损免疫细胞被称为小胶质细胞的细胞能迅速动员起来阻止血管渗漏。这些免疫系统的“第一反应者”伸出手臂,抱住破裂的血管。麦加文博士的研究小组发现,移除小胶质细胞会导致大脑中不可修复的出血和损伤。
几小时后,循环的外周单核细胞和中性粒细胞(或骨髓单核细胞)侵入受损的大脑细胞)。当骨髓单核细胞从血液进入大脑时,它们每个都在脉管系统中打开一个小洞,导致一团液体进入大脑。当成千上万的这些细胞同时进入大脑时,大量的液体会同时进入,导致肿胀。
“在这个修复阶段的骨髓单核细胞意思很好,也确实想要帮助,但它们进入大脑的热情太大了。这可能导致毁灭性的后果组织损伤麦克尼博士说,特别是如果它在脑干周围发生的脑干,那么肿胀,尤其是在脑干上发生。“
在最初的激增之后,免疫细胞的单核细胞亚群以较慢的速度进入大脑,损伤更小,并开始修复血管。单核细胞与修复相关的小胶质细胞共同工作,重建受损的血管网络,并在损伤后10天内重新连接。单核细胞在这个重要的修复过程中是必需的。
在接下来的一系列实验中,麦加文博士和他的同事们试图通过联合使用阻止骨髓单核细胞进入大脑的治疗性抗体,来减少继发性肿胀和组织损伤。抗体阻断了两种不同的黏附分子,这两种分子是骨髓单核细胞用来黏附炎症血管的。在术后六小时内服用这些药物可以有效地减少脑肿胀并改善预后受伤。
有趣的是,治疗性抗体如果在6小时后注射或注射时间过长时都不起作用。事实上,用这些抗体对老鼠进行连续几天的治疗,会抑制受损血管的正常修复,导致神经元死亡和脑瘢痕。
“在试图预防致命水肿时,时机至关重要。你想要防止急性脑肿胀和损伤,但你不想阻止单核细胞从它们有益的修复工作,”McGavern博士说。
目前正在计划进行临床试验,以确定在特定时间点进行治疗是否能减少一部分中风患者的水肿和脑损伤。未来的研究将研究脑血管修复过程的其他方面,希望确定其他治疗干预措施,以促进修复性免疫功能。
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