慢性社交挫败应激通过I型干扰素信号通路诱导雄性小鼠脑膜中性粒细胞增多的机制研究

研究人员针对心理社会压力如何通过免疫系统影响情绪障碍这一科学问题，开展了慢性社交挫败应激(CSD)诱导脑膜中性粒细胞增多的机制研究。通过多组学分析发现，CSD通过I型干扰素(IFN-I)信号通路促进颅骨骨髓来源的中性粒细胞向脑膜迁移，阻断IFNAR受体可改善应激相关行为异常。该研究揭示了脑膜免疫微环境在压力相关精神疾病中的关键作用，为抑郁症等疾病的免疫治疗提供了新靶点。

　　

在当今快节奏的社会中，心理压力已成为诱发情绪障碍的重要因素。越来越多的证据表明，免疫系统在压力与精神疾病之间扮演着关键角色。特别是中性粒细胞作为先天免疫系统的"第一反应者"，其异常激活与重度抑郁症(MDD)密切相关。然而，压力如何通过调控免疫细胞影响大脑功能，尤其是脑膜这一大脑边界区域的免疫动态变化，仍是未解之谜。

这项发表在《Nature Communications》的研究，由Stacey L. Kigar领衔的国际团队开展，首次揭示了慢性社交挫败应激(CSD)通过I型干扰素(IFN-I)信号通路诱导脑膜中性粒细胞(neutrophil)增多的分子机制。研究不仅阐明了颅骨骨髓(skull BM)作为中性粒细胞向脑膜迁移的特殊通道，还发现阻断干扰素受体(IFNAR)可显著改善应激导致的抑郁样行为。

研究团队运用了多项关键技术：1) 建立标准化的CSD小鼠模型结合行为学测试；2) 采用CD45^iv标记区分血管内外免疫细胞；3) 通过组织透明化技术可视化颅骨-脑膜血管通道；4) 单细胞RNA测序(scRNAseq)解析脑膜免疫细胞转录组；5) 成像流式细胞术分析中性粒细胞形态特征；6) 使用IFNAR阻断抗体进行功能验证。

CSD引起预期的抑郁和焦虑样行为变化

通过尿液标记(USM)和社会交互(SI)测试证实CSD导致性快感缺乏和社会快感缺乏，开放场(OFT)和明暗箱(LD)测试显示焦虑样行为增加。约30%小鼠表现出应激抵抗性。

CSD增加脑膜和血液中性粒细胞数量

流式细胞术显示CSD使非血管(iv)脑膜中性粒细胞增加1.3倍，血管(iv⁺)脑膜中性粒细胞增加1.7倍，血液中性粒细胞激增5.6倍。脑膜单核细胞增多而B细胞减少，与既往发现一致。

中性粒细胞水平与应激行为变化相关

回归分析显示中性粒细胞增多与快感缺乏(USM标记减少)和焦虑行为(OFT探索减少)显著相关，提示其参与行为调控。

慢性而非急性应激诱导脑膜中性粒细胞增多

时间进程实验表明，脑膜中性粒细胞仅在14天CSD后显著增加，而血液中性粒细胞在急性应激(1天)后即升高，显示组织特异性反应。

应激后组织特异性恢复动态

脑膜中性粒细胞水平在应激停止24小时后仍保持升高，7天才恢复正常；而血液中性粒细胞在8小时内即恢复，表明脑膜变化更持久。

LysM^gfp/+小鼠验证脑膜髓系细胞增加

转基因小鼠实验再现了CSD行为表型。共聚焦显微镜显示CSD组脑膜LysM-GFP⁺细胞增加1.3倍，与流式结果一致。组织透明化显示CSD组颅骨-脑膜血管通道中LysM-GFP⁺细胞更多。

CSD促进中性粒细胞在颅骨BM和脑膜间迁移

多组织流式分析发现iv脑膜中性粒细胞与颅骨/胫骨BM中性粒细胞高度相关(r=0.83)，而与血液中性粒细胞无关，支持颅骨BM的直接迁移假说。

scRNAseq揭示CSD脑膜中性粒细胞增多及促炎信号增强

单细胞转录组分析确认CSD脑膜中性粒细胞比例增加，显示IFN-I信号通路富集。主要差异基因包括：

• •

  下调：MHCII基因(H2-Ab1、H2-Aa)

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  上调：干扰素诱导跨膜蛋白(Ifitm2/3)

  成像流式发现CSD脑膜中增大型中性粒细胞增加近3倍，与转录组"细胞大小调控"通路一致。

CSD减少颅骨BM中IFNAR⁺中性粒细胞

流式分析发现CSD特异性减少颅骨BM(非胫骨BM或血液)中IFNAR⁺中性粒细胞1.7倍，提示其向脑膜迁移。IFNAR^hi中性粒细胞Ly6C表达最高，可能代表促炎亚群。

IFNAR阻断改善CSD行为异常

抗IFNAR处理使CSD小鼠USM标记恢复，开放场焦虑行为改善。流式证实IFNAR阻断选择性减少iv脑膜中性粒细胞，但不影响B细胞缺失，表明通路特异性。

CSD降低排斥因子表达可能促进中性粒细胞进入

微阵列数据显示CSD降低脑膜中排斥导向分子Sema3b表达，与近期发现的Sema3a调控中性粒细胞迁移机制相呼应。

这项研究首次系统阐明了慢性压力通过IFN-I信号通路驱动颅骨BM来源的中性粒细胞向脑膜迁移的完整机制。发现具有多重意义：

1. 1.

   确立了脑膜作为压力-免疫-行为轴的关键界面；

2. 2.

   揭示了颅骨BM-脑膜通道在精神疾病中的病理意义；

3. 3.

   证实IFNAR阻断的治疗潜力，为抑郁症免疫治疗提供新策略；

4. 4.

   提出中性粒细胞形态和成熟状态影响其迁移能力的假说。

局限性包括仅使用雄性小鼠，以及CSD伴随的伤口可能混淆免疫反应。未来研究可探索：1) 性别差异；2) 微胶质细胞-IFN-I-中性粒细胞轴；3) 中性粒细胞亚群特异性缺失模型。这些发现为理解神经免疫互作开辟了新视角，有望推动针对脑膜免疫微环境的精准干预策略发展。