NRR:四川省人民医院徐如祥团队提出脑损伤治疗新途径:Akt 通路介导诱导神经干细胞 CXCR4 和 Crry 上调影响小胶质细胞活化
闭合性脑损伤(CHI)后迅速活化的小胶质细胞在神经炎症介导的神经损伤和修复中发挥着重要而复杂的作用。 四川省人民医院的徐如祥团队既往研究报道诱导神经干细胞(iNSCs)可通过上调 CXCR4 影响小胶质细胞活化,促进神经修复。为阐明 CXCR4 上调机制,该研究通过补体沉积、干细胞转染、细胞共培养等实验证实诱导神经干细胞可接受外界刺激(例如:小胶质细胞分泌的 CXCL12),并通过CXCL12/CXCR4、Crry 和 Akt 通路的相互作用上调 CXCR4 和 Crry,从而调控小胶质细胞活化。与体外实验结果一致,激活诱导神经干细胞中 Akt 通路一方面增强了诱导神经干细胞对闭合性脑损伤小鼠脑损伤区小胶质细胞的调控作用,促使活化的小胶质细胞分泌IGF-1以促进神经修复,另一方面通过上调闭合性脑损伤小鼠脑损伤区 CXCR4 和 Crry 增强诱导神经干细胞的神经保护作用。值得注意的是,激活诱导神经干细胞中 Akt 通路增强了诱导神经干细胞减轻闭合性脑损伤后神经损伤、脑水肿和神经功能障碍的疗效。
四川省人民医院的徐如祥团队在《中国神经再生研究(英文)》(Neural Regeneration Research)2025年第5期发表了最新研究成果。
研究方法
1. 该研究先评估了闭合性脑损伤小鼠血清对小胶质细胞 NF- κB 活化的影响,随后采用 CR2- Crry 进行干预,从而分析 CR2-Crry 对闭合性脑损伤小鼠血清预处理的小胶质细胞 NF- κB 活化的影响。
2. 采用诱导神经干细胞与闭合性脑损伤小鼠血清预处理的小胶质细胞共培养实验,探索诱导神经干细胞对 闭合性脑损伤小鼠血清预处理的小胶质细胞 NF- κB 活化的影响。
3. 分别采用功能缺失与获得实验探索诱导神经干细胞调控小胶质细胞的分子机制。
4. 将转染的诱导神经干细胞移植到闭合性脑损伤小鼠脑内,观察其对闭合性脑损伤后小胶质细胞活化和神经炎症的影响。
研究结果
1. 闭合性脑损伤小鼠血清可诱导小胶质细胞 NF-κB 活化,促其表达 CXCL12 和 TNF-α,而抑制其表达 IGF-1。然而,CR2-Crry 减轻了闭合性脑损伤小鼠血清预处理的小胶质细胞 NF-κB 活化, 以及 CXCL12 和 TNF-α表达。
2. INSCs 可以接受刺激(例如:小胶质细胞分泌的 CXCL12),并通过 CXCL12/CXCR4、Crry 和 Akt 通路的相互作用上调 CXCR4 和 Crry,从而调控小胶质细胞活化。
3. 与体外实验结果一致, 激活诱导神经干细胞中 Akt 通路一方面增强了诱导神经干细胞对闭合性脑损伤小鼠脑 损伤区小胶质细胞的调控作用,促使活化的小胶质细胞分泌 IGF-1 以促进神经修 复,另一方面通过上调闭合性脑损伤小鼠脑损伤区 CXCR4 和 Crry 增强诱导神经干细胞的神经保护作用。
4. 激活诱导神经干细胞中 Akt 通路增强了诱导神经干细胞减轻闭合性脑损伤后神经损伤、脑水肿和神经功能障碍的疗效。
总结
该研究表明 Akt 通路可以调节诱导神经干细胞中 CXCR4 和 Crry 表达, 而 CXCL12/CXCR4 和 Crry 可以反馈调节 Akt 通路。值得注意的是,CXCL12/CXCR4、Crry 和 Akt 通路之间的相互作用可能构成一个调控体系,以使 CXCR4 和 Crry 不断升高,从而阐明诱导神经干细胞调控小胶质细胞中 CXCR4 上调的机制。此外,该研究提出了一个由诱导神经干细胞中的 CXCL12/CXCR4、Crry 和 Akt 通路相互 作用并与小胶质细胞中的 CXCL12/CXCR4、C5b-9 和 NF- κB 通路相互作用而形成的整合调控网络,该网络在诱导神经干细胞与小胶质细胞互作中发挥了重要而复杂的作用。
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图片说明: 补体受体2-Crry(CR2-Crry)减轻了闭合性脑损伤(CHI)小鼠血清诱导的小胶质细 胞NF- κB活化。
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图片说明:敲除 CXCR4 减弱了诱导神经干细胞(iNSCs)对闭合性脑损伤(CHI)小鼠血清诱导 的小胶质细胞NF- κB活化的免疫调节作用。
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图片说明:敲除 Akt 减弱了诱导神经干细胞(iNSCs)对闭合性脑损伤(CHI)小鼠血清诱导的 小胶质细胞NF- κB活化的免疫调节作用。
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图片说明:激活 Akt 增强了诱导神经干细胞(iNSCs)对闭合性脑损伤(CHI)小鼠血清诱导的 小胶质细胞NF- κB活化的免疫调节作用。
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图片说明:激活 Akt 增强了诱导神经干细胞(iNSCs)对闭合性脑损伤(CHI)小鼠血清诱导的 小胶质细胞NF- κB活化的免疫调节作用。
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图片说明:激活诱导神经干细胞(iNSCs)移植物中Akt通路,降低了闭合性脑损伤(CHI)小鼠 脑损伤区C9、肿瘤坏死因子- α(TNF- α)和活性Caspase-3的水平, 增加了胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)、CXCR4和Crry的水平。
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图片说明:激活 Akt 增强了诱导神经干细胞(iNSCs)移植物对闭合性脑损伤(CHI)小鼠脑损 伤区的神经保护作用。
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图片说明:激活 Akt 提高了诱导神经干细胞(iNSCs)移植物对闭合性脑损伤(CHI)小鼠神经 功能缺损和脑水肿的疗效。
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