血管周围巨噬细胞在小鼠脑低灌注诱导的血脑屏障功能障碍中的病理生理作用

《Neurochemical Research》:Pathophysiological Role of Perivascular Macrophages in Blood–Brain Barrier Dysfunction Induced by Cerebral Hypoperfusion in Mice

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月13日 来源:Neurochemical Research 4.5

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  本研究探讨了位于脑血管旁的血管周围巨噬细胞(PVMs)在脑血流量(CBF)降低诱导的血脑屏障(BBB)功能障碍中的作用。研究人员利用双侧颈动脉狭窄(BCAS)小鼠模型观察脑低灌注,并通过氯膦酸盐脂质体考察了对PVM富集的巨噬细胞群体进行药物清除的效果。结果表明

  
本研究探讨了位于脑血管旁的血管周围巨噬细胞(PVMs)在脑血流量(CBF)降低诱导的血脑屏障(BBB)功能障碍中的作用。研究人员利用双侧颈动脉狭窄(BCAS)小鼠模型观察脑低灌注,并通过氯膦酸盐脂质体考察了对PVM富集的巨噬细胞群体进行药物清除的效果。结果表明,脑低灌注显著增加BBB通透性,而清除PVM富集的巨噬细胞群体可减轻这种渗漏。机制分析提示,PVM相关反应可能与周细胞标志物表达降低、星形胶质细胞活化以及MMP-2/9表达升高有关。此外,清除PVM富集的巨噬细胞群体可抑制基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和MMP-9的上调。这些发现提示,PVM富集的巨噬细胞群体参与脑低灌注后早期BBB功能障碍,其机制可能涉及周细胞相关血管完整性改变、星形胶质细胞活化以及MMP-2/9相关的紧密连接重塑。这些结果为了解可能促进低灌注相关BBB功能障碍及后续小血管病变的血管炎症机制提供了见解。
血管周围巨噬细胞(PVMs)是定居于脑血管周围间隙的免疫细胞,近年来被认为可能参与血脑屏障(BBB)的调控。BBB功能不仅受内皮细胞调控,还受周细胞、星形胶质细胞等血管周围细胞影响。脑血流量(CBF)降低可导致BBB破坏,进而诱发慢性炎症、白质病变和认知功能减退,但PVMs在其中是否发挥作用尚不清楚。为此,研究人员在《Neurochemical Research》发表论文,利用双侧颈动脉狭窄(BCAS)小鼠模型模拟脑低灌注,通过氯膦酸盐(CLO)脂质体清除PVM富集的巨噬细胞群体,探讨PVMs在BBB功能障碍中的病理生理机制。

研究人员选用成年雄性C57BL/6J小鼠(11–13周龄,购自日本SLC株式会社),于BCAS术前3天侧脑室注射CLO脂质体或PBS脂质体。主要技术方法包括:BCAS手术建立脑低灌注模型;激光散斑血流成像测定CBF;尾静脉注射伊文思蓝(EB)检测BBB通透性;免疫荧光染色和图像分析定量CD206、CD163、Iba1、PDGFRβ等;分离脑微血管后进行Western blot检测紧密连接蛋白和PDGFRβ、GFAP;qRT-PCR检测Mmp-2、Mmp-9及Tjp1、Cldn5、Ocln mRNA;H&E染色排除明显缺血性神经元损伤;采用双因素方差分析和Tukey事后检验进行统计。

研究结果包含以下几个部分。

**BCAS术后24小时CBF下降**:激光散斑血流成像显示,与假手术组相比,BCAS术后24小时CBF降至约60%,证实脑低灌注模型成功建立。

**CD206和CD163阳性血管周围细胞在CLO注射后及BCAS术后24小时减少**:免疫荧光和Western blot显示,CLO处理显著降低CD206和CD163阳性面积及CD206蛋白水平,而Iba1阳性小胶质细胞无明显改变,表明PVM富集的巨噬细胞群体被有效清除,且该处理未引起小胶质细胞形态学激活。

**清除PVM富集巨噬细胞群体减轻BBB功能障碍**:EB渗漏实验显示,BCAS术后脑皮质EB外渗较假手术组显著增加;CLO清除PVM富集巨噬细胞群体后,BCAS小鼠的EB外渗显著减少,说明PVMs参与脑低灌注诱导的BBB通透性升高。

**清除PVM富集巨噬细胞群体影响PDGFRβ、GFAP及MMP-2/9表达**:免疫荧光和Western blot显示,BCAS导致周细胞标志物血小板衍生生长因子受体β(PDGFRβ)阳性面积和蛋白水平下降,CLO处理可逆转该下降;BCAS使胶质纤维酸性蛋白(GFAP)蛋白水平升高,CLO处理抑制该升高;qRT-PCR显示BCAS使Mmp-2和Mmp-9 mRNA水平升高,CLO处理也显著抑制这些上调。提示PVMs可能通过影响周细胞相关血管完整性、星形胶质细胞活化及基质金属蛋白酶-2(MMP-2)/MMP-9表达参与BBB损伤。

**清除PVM富集巨噬细胞群体减轻紧密连接相关蛋白变化**:Western blot显示ZO-1蛋白水平在各组间无差异;BCAS术后微血管中claudin-5和全长occludin蛋白水平升高,血浆中55-kDa occludin片段增加;CLO处理可抑制这些升高。然而Tjp1、Cldn5、Ocln mRNA水平无显著差异,提示这些变化并非转录上调,而可能涉及翻译后加工或降解过程。

讨论部分指出,CBF下降至约60%与既往研究一致;CLO给药方案在术后24小时仍能维持PVM清除效果。PVMs清除减轻EB渗漏、恢复PDGFRβ水平、抑制GFAP上调及MMP-2/9表达,提示PVMs可能通过调控周细胞-星形胶质细胞-基质金属蛋白酶轴参与BBB破坏。研究也承认局限性:仅使用雄性小鼠,无法评估性别差异;快速CBF降低可能引发类似急性缺血的炎性反应,尽管H&E未见明显缺血性神经元损伤;MMP-2/9的确切细胞来源未确定;CLO可能影响其他吞噬性巨噬细胞群体。

研究结论为:PVM富集的巨噬细胞群体与CBF降低后的BBB功能障碍相关,可能通过改变周细胞相关血管完整性、星形胶质细胞活化以及MMP-2/9相关的紧密连接重塑来发挥作用。这些发现为理解低灌注相关BBB功能障碍及后续小血管病变的血管炎症机制提供了新见解。
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