GPR34感知脱髓鞘促进神经炎症
背景介绍
无菌性神经炎症（sterile neuroinflammation）是驱动多种神经系统疾病的重要因素。髓鞘碎片是受损髓鞘在多种神经系统疾病（如中风、脊髓损伤（SCI）、多发性硬化（MS）、创伤性脑损伤（TBI）和神经退行性疾病）脱髓鞘过程中释放的物质，能够作为炎症刺激物激活先天免疫细胞，进而在疾病进展过程中促进炎症反应。然而，目前仍不清楚髓鞘碎片如何触发先天免疫和神经炎症的机制。
本文作者探讨Lysophosphatidylserine (Lysops)-gpr34轴在髓鞘碎片引起的神经炎症中的关键作用。前人研究已证实髓鞘碎片诱导小胶质细胞激活和促炎细胞因子表达依赖其脂质成分Lysops。本文旨在阐明髓鞘碎片通过Lysops-gpr34轴激活小胶质细胞的具体机制及其在动物模型中的实际应用价值。
研究来源
本文由Bolong Lin、Yubo Zhou、Zonghui Huang、Ming Ma等人联合撰写，作者隶属于中国科学技术大学免疫反应与免疫治疗重点实验室、浙江大学医学院免疫研究所、安徽省第一附属医院老年病学系等研究单位。论文于2024年7月1日接受发表在《Cellular & Molecular Immunology》期刊上。
研究流程
本文描述了一项涉及多个步骤的原创研究，具体流程如下：
研究流程详细介绍
髓鞘碎片提取与处理 髓鞘碎片通过标准方法从小鼠大脑中提取，接着进行超速离心，分层收集得到髓鞘碎片。随后使用CFSE荧光染料标记这些髓鞘碎片，以供后续实验使用。
小胶质细胞培养和刺激 从新生小鼠大脑中提取的小胶质细胞在24孔板中进行培养。实验中将细胞分为对照组以及处理组，分别用髓鞘碎片和脂质（Lysops）进行刺激。
脂质成分分析 利用液相色谱-质谱联用（LC-MS）对从髓鞘提取的脂质成分进行分析，发现其中的Lysops具有强烈的免疫刺激活性。
基因表达分析 通过定量PCR（qPCR）和RNA测序（RNA-Seq）分析Lysops-刺激的小胶质细胞的基因表达谱，确定了多种上调的促炎细胞因子和趋化因子基因。
Lysops合成酶的鉴定和敲除实验 通过基因敲除技术敲除ABHD16A酶，减少Lysops生成，结果发现这种基因敲除小鼠的髓鞘碎片在引起小胶质细胞激活和促炎因子表达方面的能力显著降低。
Gpr34介导的信号通路研究 验证了Gpr34在小胶质细胞中的高表达，使用Gpr34缺陷小鼠以及Gpr34特异性拮抗剂实验，明确了Gpr34-通过PI3K-Akt和Ras-ERK信号通路在小胶质细胞激活中的关键作用。
动物模型中的功能研究 在实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）和中风模型中，应用ABHD16A缺陷小鼠和Gpr34缺陷小鼠，研究Lysops-Gpr34轴在神经炎症和神经病理中的作用。
研究结果详细介绍
髓鞘碎片和Lysops对小胶质细胞的激活作用 髓鞘碎片和粗提取的脂质均能显著提高小胶质细胞中新生促炎细胞因子的mRNA表达。进一步研究发现Lysops是其中最具免疫刺激活性的成分。
Gpr34在小胶质细胞中的关键作用 髓鞘碎片和Lysops通过激活Gpr34受体，利用下游PI3K-Akt和Ras-ERK信号通路，诱导小胶质细胞产生多种促炎细胞因子。Gpr34缺陷小鼠及其拮抗剂的实验结果均验证了该信号通路的关键作用。
Lysops在脱髓鞘相关疾病中的作用 在EAE和中风模型中，减少髓鞘碎片中Lysops的含量或抑制Gpr34可降低神经炎症和神经病理的进展。这两个动物模型的实验结果均支持Lysops-Gpr34轴在这类疾病中的重要性。
研究结论与意义
通过本研究，识别了Gpr34作为关键受体在小胶质细胞介导的髓鞘碎片识别过程中的作用。这不仅揭示了一种新的神经炎症机制，还表明Gpr34是一个潜在的治疗目标。这些发现为治疗多发性硬化、中风等神经退行性疾病提供了新的方向和方法。
研究亮点
Lysops-Gpr34轴的识别 本研究首次确认了Lysops-Gpr34轴在小胶质细胞激活和神经炎症中的关键作用。
多种实验方法的结合应用 通过基因敲除、药理学试验以及多种分子生物学技术的综合应用，系统地阐明了Lysops-Gpr34轴的信号传导机制。
跨物种验证 在小鼠模型中进行一系列实验，验证了髓鞘碎片诱导神经炎症的机制，结果具有高度的可重复性。
研究的应用价值和意义
Lysops-Gpr34轴的发现为理解神经炎症的机制提供了新的视角，并且作为一个新的治疗策略提供了理论基础。考虑到GPR类受体在药物开发中的重要地位，此研究为相关疾病的治疗提供了潜在的临床应用前景。
其他重要内容
本研究还涉及多种高新技术和方法的应用，如采用基于质谱的脂质分析技术、基因敲除鼠模型的应用以及多种细胞和动物实验方法的结合。这些技术的成熟应用为研究的深入探索奠定了坚实基础，同时也展示了多学科交叉融合在现代生命科学研究中的重要作用。