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科学家发现新的免疫细胞类型,开启神经系统修复新天地

切割或切断的神经元,如果位于中枢神经系统CNS,包括视网膜,视神经,脑,脑干和脊髓在内,通常不会再生。

轴突横断和神经元死亡是普遍的中枢神经系统疾病的病理特征,包括创伤性脑或脊髓损伤SCI,多发性硬化症和运动神经元疾病。它们也是青光眼和眼睛缺血再灌注损伤的标志。

美国俄亥俄州立大学Wexner医学中心和密歇根大学的研究人员在老鼠身上发现了一种新型的免疫细胞,体内研究表明,这种细胞可以拯救受损的神经细胞,使其免于死亡,并部分逆转神经纤维的损伤。

科学家们还发现了一种具有相似特征的人类免疫细胞系,它能促进神经系统的修复。

研究人员认为,这项发现可能找到从退行性神经疾病,如肌萎缩性侧索硬化症ALS,又叫渐冻人症,和多发性硬化症MS中恢复,以及从创伤性脑损伤和脊柱损伤和中风中恢复的新方法。

这种免疫细胞亚群分泌生长因子,可以增强中枢神经系统创伤性损伤后神经细胞的存活,它刺激切断的神经纤维在中枢神经系统中再生,这是前所未有的。

将来,这一系列研究可能最终导致开发基于细胞的新型疗法,该疗法可在多种情况下恢复失去的神经功能。

对于新疗法存在迫切需求,因为其不仅可以减少、甚至可能逆转慢性神经缺陷。

研究人员已经提出一种促进神经保护和再生的方法,涉及调节对CNS损伤的局部免疫应答。

俄亥俄州立大学医学院神经学系教授兼主席Segal博士及其同事在小鼠中发现的这种细胞,是一种新型的粒细胞,它们在眼睛的后房中积聚,以应对眼睛受伤。

粒细胞是一种含有小颗粒的白细胞。最常见的粒细胞,中性粒细胞,通常帮助身体抵抗感染。新发现的独特细胞类型类似于未成熟的嗜中性粒细胞,但被发现具有神经保护和神经再生特性,并且可以在体内驱动视神经中枢神经系统轴突再生,部分是通过分泌生长因子混合物。相同的细胞类型也能够触发脊髓中的轴突再生。

研究人员通过将细胞注射到视神经挤压伤或脊髓神经纤维撕裂的小鼠体内,证明了新的未成熟中性粒细胞亚群的治疗能力。

实验表明,接受注射这种新的中性粒细胞亚群的动物生长出新的神经纤维,而注射常规型的成熟中性粒细胞的动物则没有。

Segal说:“它使幸存的神经数量翻了一番,也刺激了大量神经开始再生新纤维。

该发现证明了循环和组织浸润中性粒细胞的异质性和功能化细分。

与普遍认为促进组织修复的髓样细胞通常是单核细胞/巨噬细胞谱系的观点相反,研究人员此次表征的修复细胞是具有未成熟嗜中性粒细胞特征的CD14+Ly6Glo粒细胞。

该研究发现这种促再生中性粒细胞促进视神经和脊髓的修复,证明其与CNS区室和神经元群体的相关性。

具有未成熟嗜中性粒细胞特征的人类细胞系也表现出神经再生能力,这表明该观察结果可以转化为临床应用。

研究的下一步将是利用这种细胞类型在实验室中进行扩展,以增强其愈合效果。

研究人员希望这些细胞可以注射到患者体内,以改善功能和活动能力,减缓或阻止进行性神经衰退。

Ly6Glo神经再生中性粒细胞亚群的独特作用机制,使其成为多模式治疗的有力竞争者,与阻断轴突生长的细胞内在或细胞外在抑制剂的药剂协同作用,可以拯救垂死的神经元并增强CNS损伤后的轴突再生。

未来这一医疗再生领域将具有巨大突破潜力。

科学家发现新的免疫细胞类型,开启神经系统修复新天地

图1,用10XGenomics 单细胞测序分析显示,在用i.o. 注射zymosan和i.p.注射αCXCR2治疗后,交替活化的未成熟嗜中性粒细胞群在眼内浸润中扩大。


参考文献

A new neutrophil subset promotes CNS neuron survival and axon regenerationAndrew R. Sas, Kevin S. Carbajal, Andrew D. Jerome, Rajasree Menon, Choya Yoon, Ashley L. Kalinski, Roman J. Giger & Benjamin M. Segal

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