综述:中性粒细胞-星形胶质细胞在中枢神经系统炎症中的相互作用

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Cell Death & Disease 9.6

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  这篇综述系统阐述了中性粒细胞(NEU)与反应性星形胶质细胞(AS)在中枢神经系统(CNS)炎症中的双向调控机制,揭示了NEU通过NETs(中性粒细胞胞外诱捕网)和AQP-4(水通道蛋白4)等通路影响AS表型极化(A1/A2),同时AS通过CXCL1/CXCR2等趋化因子招募NEU的复杂互作网络,为卒中、阿尔茨海默病(AD)等神经疾病提供新的治疗靶点。

  

中性粒细胞在中枢神经系统中的双重角色

传统认为CNS具有"免疫特权",但最新研究显示其存在精细的炎症反应。中性粒细胞作为最丰富的先天免疫细胞,通过血源性或颅骨骨髓直接通道进入CNS。单细胞RNA测序发现颅骨来源的NEU具有独特功能,在蛛网膜下腔出血(SAH)中表现出更强的NETs形成能力。NEU通过NADPH氧化酶产生ROS发挥抗菌作用,同时通过分泌NGF和IGF1促进神经再生。然而其过度激活会导致血脑屏障破坏,加剧脑水肿和AD病理,这种功能 duality 取决于微环境信号。

NETs的形成与功能

中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)通过三种途径形成:自杀性NETosis(需NADPH氧化酶和弹性蛋白酶)、存活性NETosis(LPS触发)和线粒体NETs。NETs不仅捕获病原体,其携带的MPO、NE等蛋白会破坏BBB,在血栓形成、糖尿病和癌症转移中起关键作用。

反应性星形胶质细胞:CNS功能的双刃剑

星形胶质细胞占CNS细胞的50%,其反应性变化表现为GFAP表达升高。超越传统的A1(促炎)/A2(抗炎)分类,单细胞分析揭示了6种脊髓损伤相关亚型。AS通过血栓孢素(TSP)调控突触可塑性,但过度突触形成可能诱发癫痫。AQP-4极化状态决定glymphatic系统清除Aβ的效率,其功能障碍与AD密切相关。

星形胶质细胞对中性粒细胞免疫的调控

AS通过S100B-RAGE通路促进Mac-1依赖的NEU迁移,HIV感染中IL-8诱导NETosis。昼夜节律基因Bmal1调控AS分泌IL-6的节律性,影响BBB通透性。相反,在实验性自身免疫性脑炎(EAE)中,AS形成血管周围疤痕限制NEU浸润,这种context-dependent调控提示治疗策略需考虑疾病特异性。

中性粒细胞对星形胶质细胞的逆向调控

NEU分泌TNF-α通过STAT3通路促进AS分化,其弹性蛋白酶(NE)在视神经脊髓炎(NMOSD)中导致AQP-4降解。NETs的cfDNA通过DNase1敏感途径影响脑室周围AS增殖,而PAD4抑制剂可减少AS丢失。CO中毒模型中,NEU来源的MPs通过NLRP3炎症小体与AS形成正反馈循环。

治疗前景与挑战

靶向NEU-AS互作的策略包括:CXCR2拮抗剂阻断NEU迁移、MAO-B抑制剂(如司来吉兰)联合Cl-脒抑制NETosis、Bmal1调节剂改善BBB节律。但需解决细胞特异性递送、时空精准干预等挑战,未来需结合类器官共培养和免疫代谢组学等新技术深入解析该互作网络。

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