使用免疫捕获装置检测离散脑区的细胞因子释放

doi:10.4103/1673-5374.382237

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0001-8613-6897 (Matthew G. Frank)

Abstract: Production of proinflammatory cytokines in the central nervous system is a key process in the neuroinflammatory response to trauma, infection, and neurodegenerative diseases (Kumar, 2019). These intercellular signaling molecules play multiple roles in the immune response in the central nervous system including the orchestration of the sickness response to innate immune perturbations in the brain (Dantzer et al., 2008). Brain innate immune cells such as microglia and other macrophages (perivascular, meningeal) are considered a significant source of cytokines (Ransohoff and Cardona, 2010) during neuroinflammatory conditions. Thus, quantification of cytokines in the central nervous system is essential to understanding the neuroimmune mechanisms underpinning neuroinflammatory conditions and to monitor the effects of treatment. However, quantification of brain cytokines has largely been limited to end-point measures of tissue protein levels of cytokines using techniques such as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), western blot assay, or immunohistochemistry, which fail to discriminate between intracellular and extracellular levels of cytokines. In other words, an experimental change in total tissue levels of cytokines does not necessarily mean that the protein was secreted into the interstitial space within a brain region. Proinflammatory cytokine receptor antagonists as well as germ-line knockouts have been employed to block the behavioral, physiological, and neuroinflammatory response to stress (Goshen and Yirmiya, 2009) and immune challenge (McCusker and Kelley, 2013), which implicates, but does not directly demonstrate cytokine release in the brain. A further limitation of measuring cytokines in whole tissue is that measurements are restricted to a single time point post-mortem. This limitation necessitates using a between-subjects experimental design to conduct time course measurements of cytokines, which introduces error variance due to between-subject variability in biological responses. Notably, inflammatory cytokines such as interleukin (IL)-1β have very short half-lives (Liu et al., 2021). Thus, methods that are limited to measuring single time points post-immune challenge lack the temporal resolution to capture the rapid kinetic changes in inflammatory cytokines. In this Perspective piece, we explore a recent technological advance that allowed us to serially quantify cytokines within the interstitial space of discrete brain regions of freely behaving rodents. This approach not only permits quantification of cytokine release into the extracellular space, but also provides increased spatial and temporal resolution of cytokine release in the brain under neuroinflammatory conditions.

. 使用免疫捕获装置检测离散脑区的细胞因子释放[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2024, 19(4): 703-704.

Matthew G. Frank, Michael V. Baratta. Use of an immunocapture device to detect cytokine release in discrete brain regions[J]. Neural Regeneration Research, 2024, 19(4): 703-704.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

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美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

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中国科学引文数据库（CSCD）

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讨论

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主体内容：

总结：

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（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

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主体内容：

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参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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主体内容：

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参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

文章快阅

延伸阅读

NRR：美国科罗拉多大学 Matthew G. Frank团队报道免疫捕获设备可量化释放到细胞外空间的细胞因子并提高大脑中细胞因子释放空间和时间分辨率

中枢神经系统中促炎细胞因子的产生是对创伤、感染和神经退行性疾病神经炎症反应的关键过程。这些细胞间信号分子在中枢神经系统免疫反应中发挥多种作用，包括协调对大脑先天免疫扰动的疾病反应。小胶质细胞和其他巨噬细胞（血管周围、脑膜）等脑先天免疫细胞被认为是神经炎症期间细胞因子的重要来源。因此，中枢神经系统中细胞因子的量化对于了解支持神经炎症状况的神经免疫机制和监测治疗效果至关重要。然而，脑细胞因子的定量在很大程度上仅限于使用酶联免疫吸附测定、蛋白质印迹或免疫组织化学等技术对细胞因子的组织蛋白水平进行终点测量，这些技术无法区分细胞因子的细胞内和细胞外水平，换句话说，细胞因子总组织水平的实验变化并不一定意味着该蛋白质被分泌到大脑区域内的间质空间中。

来自美国科罗拉多大学 Matthew G. Frank团队认为，促炎细胞因子受体拮抗剂以及种系敲除已被用于阻断对压力和免疫挑战的行为、生理和神经炎症反应，但不直接证明大脑中细胞因子的释放。在整个组织中测量细胞因子的另一个限制是测量仅限于单个时间点。这种限制需要使用受试者间实验设计来进行细胞因子的时间过程测量，这会引入由于生物反应中受试者变异性引起的误差方差。值得注意的是，白细胞介素1β 等炎性细胞因子的半衰期非常短。因此，仅限于测量免疫挑战后单个时间点的方法缺乏时间分辨率来捕捉炎性细胞因子的快速动力学变化。一项最新的技术—体内免疫捕获设备有效地测量了细胞因子分泌到离散脑区的间隙中。这种方法允许研究人员在受试者体内进行细胞因子分泌的系列测量，这大大提高了脑组织中细胞因子测量的时间分辨率。因此，这种测量大脑中细胞因子释放的体内方法提高了空间和时间分辨率，使研究人员能够捕捉到神经炎症条件下细胞因子释放快速的动力学性质。鉴于细胞因子协同作用以赋予其功能，未来的努力应该将这种策略扩展到多重细胞因子检测。在单一免疫测定中测量多种细胞因子具有最大限度地减少样品和试剂体积的优势，同时可能揭示不同的疾病神经免疫特征。

文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2024年 4月 4 期发表。