《Journal of Ethnopharmacology》:Ligustilide enhances TNT-mediated mitochondrial transfer to accelerate the reactivation of TECs in sleep deprivation induced postpartum mouse
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睡眠剥夺会干扰产后胸腺的再生过程,并损害小鼠胸腺上皮细胞(TEC)的功能。
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当归中的主
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睡眠剥夺会干扰产后胸腺的再生过程,并损害小鼠胸腺上皮细胞(TEC)的功能。
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当归中的主要活性成分当归苷(Ligustilide)可以修复由睡眠剥夺引起的产后胸腺损伤。
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当归苷能促进F-肌动蛋白依赖的隧道纳米管(TNT)的形成,从而帮助将线粒体从胸腺细胞转移到功能受损的胸腺上皮细胞中。
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Rho GTP酶/Cdc42信号通路在当归苷引发的TNT形成和线粒体转移中起关键作用,有助于恢复胸腺微环境和免疫功能。
引言
妊娠会引发母亲体内广泛的免疫系统重塑。在多种适应性改变中,急性胸腺萎缩(ATI)是一个核心生物学事件,它有助于建立母子之间的免疫耐受性(Ito和Hoshino,1962;Shu等,2023)。这一过程主要由性激素的剧烈波动驱动,其中孕酮(P4)是主要的调节因子。病理学上表现为胸腺体积减少超过60%、皮质结构紊乱以及早期胸腺细胞大量耗竭(Ahn等,2022;Chambers和Clarke,1979;Dumont-Lagace等,2020;Kendall和Clarke,2000)。分娩后,妊娠激素的突然撤除会启动萎缩胸腺的强烈再生反应。这一恢复过程主要由胸腺上皮细胞(cTECs)主导,它们在产后早期迅速从静息状态转变为激活状态。充足的睡眠和良好的营养状况被认为是产后母体适应性免疫重建的两个不可或缺的前提条件(Dumont-Lagace等,2020;Garbarino等,2021;Kinshella等,2025)。
然而,产后阶段容易出现睡眠异常。激素不稳定、产后身体不适以及全天候的新生儿喂养和护理负担常常导致母亲出现睡眠剥夺(SD)(Christian等,2019;Ejaz等,2021)。越来越多的临床证据表明,产后睡眠障碍不仅会增加母亲患抑郁症的风险,还会阻碍免疫功能的恢复,从而增加母亲感染病原体和长期免疫介导疾病的易感性(Duah等,2021;Kalmbach等,2020)。临床前实验结果进一步证实了SD对免疫稳态的负面影响。具体来说,SD会过度激活下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴,导致糖皮质激素的过度分泌,最终引起胸腺萎缩和大量的胸腺细胞死亡,尤其是CD4+CD8+双阳性(DP)胸腺亚群。此外,SD还会扰乱包括大脑在内的多个重要器官的线粒体能量代谢,并刺激促炎细胞因子(如IL-1β和TNF-α)的分泌(Hu等,2024;Nollet等,2020;Oyola等,2019;Sousa等,2020)。鉴于胸腺是对压力异常敏感的中央免疫器官,持续的睡眠功能障碍可能会在产后女性中引发一个自我延续的恶性循环:睡眠障碍-胸腺再生受阻-全身免疫失衡。
线粒体功能是细胞能量代谢和效应细胞功能的基础(Spinelli和Haigis,2018)。我们之前的研究发现,胸腺上皮细胞自身的线粒体生成能力不足以满足能量需求,无法维持生理功能所需的高能量消耗(Ying等,2024)。因此,外源性线粒体的供应成为cTECs重新激活的关键途径。隧道纳米管(TNT)介导的线粒体转移(MitoT)在应激和组织修复过程中起着关键的能量支持作用(Chi等,2024;Xia等,2022)。然而,产后SD是否会影响这种线粒体供应途径,从而阻碍cTECs的功能恢复和胸腺再生,目前尚不清楚。
目前围产期常用的催眠药物(如褪黑素)在妊娠期间的安全性存在问题(Vine等,2022);因此,迫切需要安全有效的干预措施来帮助产后免疫系统的恢复。越来越多的研究表明,天然产物对母亲的健康有广泛的影响(Ahmed等,2025;Firdose等,2025;Sichalwe等,2026)。当归(Oliv.)Diels(Danggui)是一种常用的中药,用于治疗多种产后疾病(Huang等,2023;Tang等,2016;XU等,2026)。当归苷(LIG)是当归中的主要活性成分,具有抗炎、抗氧化和神经保护作用;其高脂溶性有助于穿透血脑屏障(Hu等,2025;Chen等,2024;Zhang等,2024;Xia等,2024;Xie等,2020)。现有研究主要表明,LIG能够调节小胶质细胞的极化状态(Wu等,2025),促进线粒体自噬(Yao等,2024),并激活PKA/AKAP1信号通路以减轻线粒体损伤(Zhang等,2024)。通过这些多靶点机制,LIG能够缓解神经炎症,使其在治疗神经退行性疾病(包括创伤性脑损伤(TBI)、阿尔茨海默病(AD)和脊髓损伤(SCI)方面具有独特的治疗优势(Gao等,2023)。我们的先前研究还显示,LIG能够调节肌动蛋白动态,促进胸腺结构的恢复,并逆转免疫抑制(Xu等,2024)。值得注意的是,F-肌动蛋白的动态组装对TNT的结构完整性和 cargo 运输至关重要(Ljubojevic等,2021;Yang等,2021),而Rho GTP酶(RhoA、Rac1、Cdc42)及其效应因子(如Miro1)则调控F-肌动蛋白动态、膜突起的延伸以及细胞内线粒体的运输(Baldwin等,2024;Lopez-Domenech等,2018;Nemani等,2018;Shim等,2010;Tang,2018)。
越来越多的证据表明,睡眠剥夺(SD)会导致胸腺萎缩和随后的免疫功能障碍;然而,现有的研究仅限于现象学观察。到目前为止,LIG调节产后胸腺再生背后的核心机制尚未明确,TNT依赖的线粒体转移在产后胸腺修复中的调节作用也尚未被报道。本研究以胸腺作为中央免疫器官,重点探讨cTECs的线粒体功能障碍和TNT介导的线粒体转移机制,旨在阐明LIG促进产后胸腺再生和逆转SD引发的免疫抑制的作用机制,为LIG和当归在产后免疫缺陷中的应用提供新的机制见解。
章节片段
细胞系和培养条件
本研究中使用的永生化小鼠胸腺上皮细胞(BALB/c)是根据我们之前的研究方法构建的(Shen等,2020)。这些细胞具有类似上皮细胞的形态,具有黏附性,在含有10% FBS和1%青霉素-链霉素(PS)混合物的DMEM培养基中培养,培养温度为37°C。这些细胞已稳定传代超过3代,随后用于后续实验。
睡眠剥夺会阻碍怀孕小鼠的产后胸腺再生,而当归苷具有修复作用
在营养和睡眠充足的情况下,产后第16天的正常再生(N-R)组小鼠体重逐渐恢复,在产后第9天、第11天和第15天观察到显著增长(P < 0.05)。到产后第16天,它们的胸腺体积和指数恢复到基线水平,证实了产后胸腺再生的内在潜力(图1B–E)。然而,睡眠剥夺(SD)这一常见的产后压力因素显著抑制了这一过程
讨论
TECs的结构损伤和线粒体功能障碍是SD导致胸腺再生障碍的基础。作为调控T细胞发育的主要中央器官,胸腺在产后再生过程中对于重建围产期免疫稳态至关重要(Anderson等,2024;Wang等,2020)。本研究发现,产后SD是一种普遍存在的但未被充分认识的应激因素,是产后胸腺再生的关键负面影响因素。
CRediT作者贡献声明
Shu Yaoying:负责撰写初稿和验证。 Lai Xiaoyu:负责撰写初稿。 Xu Xie:负责撰写初稿和方法论部分。 Lu Senxu:负责撰写初稿。 Tao Bai:负责数据管理。 Huang Jianbo:负责撰写、审稿和编辑,以及方法论部分。 Gao Jianli:负责撰写、审稿、可视化处理和资金申请。
伦理声明
本研究符合ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南的要求。本研究已获得浙江中医药大学的动物伦理与福利委员会的批准(批准号:IACUC-20230821-03)。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号:82474614、82608084)、浙江中医药大学的研究项目(项目编号:2023JKZDZC06、2023FSYYZQ07)以及浙江省自然科学基金(项目编号:ZCLQN26H0401)的支持。我们感谢中国医学科学院药物研究中心公共平台以及浙江中医药大学在实验方面提供的巨大支持。
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