【中心科研】Advanced Science∣中山三院腦病中心團隊最新發(fā)現(xiàn)：慢性應激通過誘導中性粒細胞胞外網(wǎng)捕加劇腦淀粉樣血管病

發(fā)布人：精神與神經(jīng)疾病研究中心 發(fā)布日期：2024-09-30

腦淀粉樣血管?。–erebral amyloid angiopathy, CAA）是最常見的增齡相關性腦小血管病1。其病理生理學過程提示，β淀粉樣蛋白（Amyloid protein beta, Aβ）在腦小血管壁中沉積并引起血腦屏障破壞，最終造成腦出血或認知功能障礙2。此外，多項研究還表明焦慮抑郁情緒促進腦淀粉樣血管病的病情進展3。新近發(fā)現(xiàn)中性粒細胞遇到Aβ后發(fā)生NETosis并參與多種腫瘤、卒中等慢性、急性炎癥性疾病4,5，然而，其在CAA等腦小血管病中的作用仍有待發(fā)掘。

近日，中山大學附屬第三醫(yī)院腦病中心陸正齊教授/蔡蔚副研究員團隊于Advanced Science（中科院一區(qū)）在線發(fā)表長文“Chronic Stress Exacerbates Cerebral Amyloid Angiopathy through Promoting Neutrophil Extracellular Traps formation”，報道焦慮情緒加劇中性粒細胞發(fā)生NETosis并促進CAA的病情進展，開拓了負性情緒加劇的神經(jīng)炎癥在腦小血管病發(fā)病機制中的研究思路。

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原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202404096

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研究概述

在該研究中，我們發(fā)現(xiàn)CAA小鼠模型慢性應激后β淀粉樣蛋白1-40沉積增加，血管壁緊密連接蛋白破壞及脫髓鞘也隨之增加，通過Bulk-RNA測序發(fā)現(xiàn)慢性應激后CAA小鼠腦中中性粒細胞浸潤增加，并同樣在CAA患者中觀察到焦慮自評量表評分SAS與外周血中性粒細胞的數(shù)量呈正相關。

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進一步探究發(fā)現(xiàn)CAA模型小鼠中沉積于腦血管中的β淀粉樣蛋白1-40（Amyloid protein beta 1-40, Aβ40）可誘導中性粒細胞浸潤并發(fā)生NETosis，并隨著年齡的增加，腦血管中β淀粉樣蛋白1-40的增加，中性粒細胞的浸潤及NETosis 的發(fā)生加劇。應用抑制中性粒細胞浸潤的CXCR2抑制劑SB225002及中性粒細胞NETosis抑制劑GSK484，能夠有效地緩解CAA小鼠模型中腦血管壁緊密連接蛋白的破壞及脫髓鞘，說明中性粒細胞及其胞外網(wǎng)捕死亡參與CAA的病情進展。

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同時，CAA小鼠模型慢性應激造模后腦血管中β淀粉樣蛋白1-40沉積增加同樣伴隨著中性粒細胞浸潤、NETosis的增加及CAA病情的加劇，應用抑制中性粒細胞浸潤的CXCR2抑制劑SB225002及中性粒細胞NETosis抑制劑GSK484能夠有效緩解負性情緒引起的CAA病情的進展，說明焦慮抑郁情緒同樣通過誘導中性粒細胞發(fā)生網(wǎng)捕死亡進而影響CAA的病情進展。

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體外分離小鼠的骨髓中性粒細胞并用Aβ40處理后發(fā)現(xiàn)，Aβ40能夠誘導NETosis的發(fā)生，并呈時間及濃度梯度依賴性；分離健康對照的外周血中性粒細胞并用CAA患者的血漿進行處理，能夠發(fā)現(xiàn)CAA患者血漿足以誘導NETosis的發(fā)生，而用抗體清除了血漿中Aβ40后，其誘導NETosis的能力消失，說明CAA小鼠模型及CAA患者體內升高的Aβ40能夠誘導NETosis的發(fā)生。進一步對Aβ40處理過的中性粒細胞的bulk- RNA測序的GSEA分析發(fā)現(xiàn)，Aβ40處理后中性粒細胞的IL-4產(chǎn)生通路上調，并通過Western Blot、流式細胞分析術等方式明確Aβ40處理后中性粒細胞STAT6通路激活，抑制STAT6通路后Aβ40誘導NETosis減少，說明Aβ40通過激活中性粒細胞中的STAT6通路誘導NETosis的發(fā)生。
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同時，通過對慢性應激小鼠腦組織的bulk- RNA測序GO富集分析發(fā)現(xiàn)，慢性應激后小鼠腦中兒茶酚胺相關通路上調。通過對CAA患者外周血漿中兒茶酚胺的含量檢測發(fā)現(xiàn)，CAA患者外周血中去甲腎上腺素（Norepinephrine，NE）含量明顯上升。通過分離小鼠骨髓中性粒細胞并用兒茶酚胺處理后發(fā)現(xiàn)，僅有NE能夠誘導NETosis的發(fā)生，說明慢性應激小鼠腦中NE的升高直接誘導NETosis的增加，并協(xié)同Aβ40引起、加重CAA的病情發(fā)生發(fā)展。
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研究意義

上述發(fā)現(xiàn)提示，慢性壓力通過促進中性粒細胞發(fā)生NETosis，增強了腦血管中淀粉樣蛋白β的沉積，并加劇了隨后的腦損傷，促進了腦淀粉樣血管病的進展。抑制中性粒細胞向腦的趨化或抑制NET的形成都能在慢性壓力的背景下減輕CAA的病情。研究揭示了CAA中固有免疫細胞在負性情緒下破壞血腦屏障的新機制，為研發(fā)針對CAA的特異有效的治療方法的臨床轉化奠定了基礎。

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研究團隊

本研究由中山大學附屬第三醫(yī)院精神與疾病研究中心（腦病中心）腦血管病團隊完成。該文的共同第一作者是黃惠蓬博士和鄧曉暉博士，通訊作者為陸正齊教授、蔡蔚副研究員。陸正齊教授課題組長期致力于研究腦血管病的免疫機制及干預靶點。團隊的前期研究表明，Aβ40誘導巨噬細胞產(chǎn)生的遷移小體參與CAA的發(fā)病機制6，填補了固有免疫在腦小血管病發(fā)病機制中的空白。本研究是該團隊在腦血管病治療領域的系列研究中的重要成果之一，并且為下一步臨床轉化提供了新思路。

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參考文獻

1.Biffi A, Greenberg SM. Cerebral amyloid angiopathy: a systematic review. J Clin Neurol. 2011;7(1):1-9.

2.Kellie JF, Campbell BCV, Watson R, et al. Amyloid-beta (Abeta)-Related Cerebral Amyloid Angiopathy Causing Lobar Hemorrhage Decades After Childhood Neurosurgery. Stroke. 2022;53(8):e369-e374.

3.Smith EE, Crites S, Wang M, et al. Cerebral Amyloid Angiopathy Is Associated With Emotional Dysregulation, Impulse Dyscontrol, and Apathy. J Am Heart Assoc. 2021;10(22):e022089.

4.Castanheira FVS, Kubes P. Neutrophils and NETs in modulating acute and chronic inflammation. Blood. 2019;133(20):2178-2185.

5.Munir H, Jones JO, Janowitz T, et al. Stromal-driven and Amyloid beta-dependent induction of neutrophil extracellular traps modulates tumor growth. Nat Commun. 2021;12(1):683.

6.Hu M, Li T, Ma X, et al. Macrophage lineage cells-derived migrasomes activate complement-dependent blood-brain barrier damage in cerebral amyloid angiopathy mouse model. Nat Commun. 2023;14(1):3945.