外伤性脑损伤对5xFAD小鼠慢性脑膜CLIP+ B细胞、神经病理学和神经行为障碍的影响
研究报告：Class II Invariant Peptide (CLIP) 拮抗对5xFAD小鼠脑外膜CLIP+ B细胞、神经病理和神经行为损伤的长期影响
研究背景
创伤性脑损伤（TBI）是全世界每年影响数百万人的重大公共健康问题。更重要的是，TBI是阿尔茨海默病（AD）的重要危险因素。大量证据表明，适应性免疫系统中的B细胞和T细胞在TBI和AD的发病机制中均扮演着重要角色。先前的研究已发现，TBI后B细胞和主要组织相容性复合物II类（MHCII）相关的不变链肽（CLIP）阳性B细胞会扩展。此外，抑制CLIP与MHCII抗原呈递槽结合在TBI后可以急性减少CLIP+脾脏B细胞，并对神经有保护作用。在此基础上，本研究调查了在具有或不具有TBI的条件下，使用CLIP拮抗剂（CAP）对5xFAD阿尔茨海默病小鼠模型的长期影响。
研究来源
本文由Jaclyn Iannucci等人撰写，研究团队来自Texas A&M University的多个部门，包括Neuroscience and Experimental Therapeutics Department和Medical Physiology Department。本文于2024年发表在《Journal of Neuroinflammation》。
研究流程
研究对象包括12周龄的雄性5xFAD阿尔茨海默病小鼠模型和野生型（WT）小鼠。每组小鼠分别在假手术或侧向液体冲击损伤（FPI）后30分钟被随机分配接受单次CLIP拮抗剂（CAP, 1 mg/kg）或车控处理。在接下来的6个月中，通过流式细胞术、组织病理学分析、磁共振扩散张量成像、脑血管分析、以及运动和神经行为功能评估等多种方法对小鼠进行分析。
实验步骤与方法
- 流式细胞术：采集包括硬脑膜在内的免疫细胞，分析免疫细胞的类型和数量变化，特别是CLIP+ B细胞。
- 组织病理学分析：使用免疫组化对脑组织中的神经病理特征如β淀粉样斑块和CD74+细胞进行详细分析。
- 磁共振扩散张量成像（MRI DTI）：评估脑部白质连接的改变。
- 脑血管分析：采用血管染色方法评估脑血管的形态学变化。
- 神经行为功能评估：包括评估运动功能的Digigait测试，评估认知功能的空间分离测试（PST）和Barnes迷宫测试，以及社交互动和掘洞行为测试。
结果
病理评估
免疫细胞分析
- 9月龄的5xFAD小鼠在脑膜中显著具有更高比例的CLIP+ B细胞，相对于同龄WT小鼠。CAP治疗在5xFAD小鼠中有效减少了CLIP+ B细胞的数量和CLIP在B细胞上的表达水平。
- FPI未进一步增加CLIP+ B细胞数量，但抑制CAP减少CLIP+ B细胞的能力。
脑内CD74+细胞
- 5xFAD小鼠的海马体内观察到显著升高的CD74+细胞。CAP治疗显著减少了这些细胞的数量，特别是在齿状回区域。
β淀粉样斑块沉积
- 5xFAD小鼠的海马体CA3区域中β淀粉样斑块的数量因FPI增加，而CAP治疗显著减少了该区域的斑块数量。
小胶质细胞
- 5xFAD小鼠的海马体内的小胶质细胞数量显著增加，在FPI后特别减少，而CAP治疗能恢复小胶质细胞的数量。
血管结构改变
- FPI导致5xFAD小鼠的脑血管连接密度和血管长度减少，CAP治疗显著改善了这些情况。
脑连接组分析
- MRI DTI显示5xFAD小鼠的大脑皮层连接改变。FPI进一步改变这些连接，但CAP治疗在一定程度上恢复了这些改变。
行为评估
运动功能
- FPI后第1天进行的Digigait测试显示5xFAD小鼠运动功能受损，表现为站立/摆动比例增加，但CAP治疗改善了这些急性运动功能缺陷。
社交互动和抑郁相关行为
- 社交互动测试显示，CAP治疗在5xFAD小鼠中增加了社交活动，而FPI减弱了这种效果。
- 掘洞行为测试显示，FPI后5xFAD小鼠的掘洞活动趋于减少，CAP治疗未显著改变这一结果。
认知功能
- 空间分离测试发现5xFAD小鼠在转识别新对象上的性能受损，与脑膜中的CLIP+ B细胞数量负相关。
- Barnes迷宫测试显示5xFAD小鼠在前四天的训练中逃脱潜伏期显著增加，CAP治疗未能显著改变这一结果。
结论
本研究表明，CLIP拮抗对5xFAD小鼠的长期影响取决于是否存在FPI。在没有TBI的情况下，CLIP拮抗减少了脑膜中的CLIP+ B细胞和海马中的CD74+细胞，增强了神经生长，并改善了神经行为功能。而在TBI后，尽管CLIP拮抗在脑膜CLIP+ B细胞数量上效果减弱，但仍在某些方面改善了TBI引起的神经病理变化。总的来说，这项研究识别出脑膜中CLIP+ B细胞可能是AD病理发展的一个病原介质，并且这种独特的免疫细胞群体有可能成为未来治疗AD的新靶点。