生长激素抑制中枢神经系统自身免疫中小胶质细胞/巨噬细胞炎性活性

《Frontiers in Cellular Neuroscience》：Growth hormone restrains inflammatory activity of microglia/macrophages in CNS autoimmunity

　　

生长激素（GH）既往被认为参与免疫调节，但其对小胶质细胞/巨噬细胞在神经炎症中的作用尚未充分阐明。研究人员采用互补的体外与体内方法考察GH对该类细胞活化的影响。在脂多糖（LPS）刺激的BV2小胶质细胞中，GH诱导抗炎与抗氧化应答，并伴有与细胞活化减弱一致的形态学特征。体内实验中，对实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）大鼠给予GH可延迟疾病起病，并显著缩短病程、降低严重程度与累积临床评分。GH亦影响外周免疫应答，表现为引流免疫部位淋巴结细胞产生干扰素-γ（IFN-γ）与白细胞介素-17（IL-17）等促炎细胞因子减少。然而GH的主要效应见于中枢神经系统，其在EAE峰值期深刻改变了小胶质细胞/巨噬细胞典型的炎性变形虫样形态。针对该类细胞的定量形态计量、骨架与分形分析显示：EAE峰值期细胞过程复杂性降低、细胞面积与周长减小、圆度与实度增加、分形维度与空隙度降低、分支参数减少，同时伴诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达上调；GH处理阻止了上述改变，恢复形态复杂性并减弱促炎特征。综上，GH通过调节小胶质细胞/巨噬细胞活化状态调控神经炎症应答，支持更具分支化、监视表型的细胞状态，从而将GH定位为与中枢神经系统自身免疫疾病相关的疾病时相敏感性神经炎症调节因子。

研究背景与立项依据

多发性硬化（MS）是一种以持续神经炎症、脱髓鞘与进行性神经退变为特征的慢性中枢神经系统（CNS）疾病，实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）是其常用动物模型。在MS/EAE病理中，Th1与Th17细胞浸润CNS后与小胶质细胞/巨噬细胞互作，释放IFN-γ、IL-17、肿瘤坏死因子（TNF）、一氧化氮（NO）与活性氧（ROS），驱动脱髓鞘与神经元损伤。活化小胶质细胞呈现变形虫样形态、分支减少、圆度增加；而静息/修复态则呈高度分支化。生长激素（GH）具多效性，可经GH受体（GHR）或胰岛素样生长因子-1（IGF-1）发挥神经保护、免疫调节作用，且GHR表达于小胶质细胞，但GH在神经炎症中对小胶质细胞/巨噬细胞的直接调控仍不清楚。鉴于此，研究人员在《Frontiers in Cellular Neuroscience》发表该研究，系统考察GH在EAE及LPS活化BV2细胞中对小胶质细胞/巨噬细胞形态与功能表型的调制。

主要技术方法概括

研究采用雌性Dark Agouti（DA）大鼠构建髓鞘少突胶质细胞糖蛋白（MOG）诱导的EAE模型，自免疫当日始每日腹腔注射重组人GH（200 μg/kg）共20天，于起病（8 d.p.i）、峰值（14 d.p.i）、终末（28 d.p.i）三个时相取材腰椎脊髓与腘窝淋巴结；体外以BV2小鼠小胶质细胞系行LPS（1 μg/mL）联合GH（100 μM）处理。关键技术包括：MTT细胞活力检测、Griess法测NO、ELISA定量TNF/IFN-γ/IL-17、氧化应激与抗氧化酶（超氧阴离子/NBT、丙二醛/MDA、谷胱甘肽/GSH、过氧化氢酶/CAT、谷胱甘肽过氧化物酶/GPx、谷胱甘肽还原酶/GR）体系评估、F-actin荧光形态学、qPCR检测Cd68/Itgam/Cx3cr1/Aif1/Mrc1/Nos2/Arg1等髓样相关基因、IBA1与ED1免疫荧光及ImageJ密度分析、基于单细胞的形态计量（面积/周长/圆度/实度）、Skeletonize骨架分析（分支数/端点/总长）、FracLac盒计数分形分析（分形维度/空隙度/密度/跨度比）、以及IBA1与iNOS/ARG1共定位的Pearson与Manders系数分析。

研究结果

GH reduces LPS-induced inflammatory activity of BV2 cells

体外实验中GH（≤100 μM）不影响BV2活力。LPS刺激上调NO、TNF、超氧阴离子、MDA与GPx，下调CAT、GR与GSH；GH预处理显著逆转上述指标，并抵消LPS引起的细胞表面积增大与肌动蛋白重排，证实GH在BV2中具抗炎与抗氧化双重作用。

GH ameliorates EAE

体内EAE模型中，GH延迟起病、缩短病程与瘫痪时长、降低累积临床评分，但不改变最大评分与体重。腘窝淋巴结细胞经MOG再刺激后，GH组IFN-γ与IL-17分泌显著下降，IL-10与TGF-β mRNA无变化，提示GH选择性抑制致病性Th1/Th17应答。血清ALT、AST、CK、LDH在EAE峰值升高，GH使其回近基线，显示减轻全身组织损伤。

GH influence on biochemical profile during EAE

系统生化谱分析显示EAE峰值期血清肌酶与肝酶剧升，GH处理显著缓解该代谢/肌肉损伤表型；血清TNF-α、IFN-γ、IL-17、IL-10均低于检测限，说明炎症主要定位于CNS。

GH modulates microglia/macrophages activation phenotype

脊髓qPCR显示峰值期Cd68、Itgam、Cx3cr1、Aif1、Nos2显著上调，GH处理均显著抑制；Mrc1轻度上调且被GH增强，Arg1无变化。表明GH不诱导经典M2极化，而是抑制活化与促炎效应子表达。

GH reduces ED1⁺ microglia/macrophages activation and preserves MBP during EAE peak

峰值期ED1⁺吞噬性髓样细胞密集簇状分布、MBP荧光中断；GH组ED1阳性面积、积分密度（IntDen）与校正总细胞荧光（CTCF）均显著降低，MBP信号连续性更好，说明GH限制外周髓样细胞向实质浸润并保护髓鞘。

GH modulates microglia/macrophage morphology during EAE progression

IBA1⁺细胞计数显示峰值期数量激增、GH显著降低其数。形态计量示峰值期面积/周长缩小，圆度/实度/roundness升高；GH恢复面积/周长、降低圆度参数。分形分析示峰值期分形维度、空隙度、跨度比降而密度升，GH部分复原。骨架分析示峰值期分支数/端点/总长减少，GH显著提升。共定位分析示峰值期IBA1/iNOS的Pearson与Manders M2升高，GH降低之；IBA1/ARG1仅Pearson变、M1/M2不变。提示GH促使小胶质细胞/巨噬细胞由活化变形虫态向分支化监视态偏移，而非经典M1→M2转换。

讨论与结论翻译

讨论指出，GH在BV2中抗炎抗氧化具剂量与细胞类型特异性；在EAE中GH既抑外周Th1/Th17，又直接/间接抑CNS髓样细胞活化、限制其向实质浸润、保全髓鞘与形态复杂性。Mrc1相对上调反映因浸润细胞减少致常驻稳态髓样比例富集，非全群体替代活化。时序上GH主要在急性峰值时相阻遏神经毒活化，在恢复晚期仅轻度增强分支化，不改变固有修复。局限包括使用rhGH、缺健康+GH对照、缺CNS局部细胞因子蛋白谱。结论：GH不大可能作为单一疗法，更宜作早期辅助或时机敏感性神经炎症调节剂；GH通过调控小胶质细胞/巨噬细胞活化状态发挥阶段依赖性的神经免疫调制，是CNS自身免疫中具时相敏感性的 adjunctive 策略。