前言
细胞外囊泡(EV)正在成为细胞间通讯的有效介质,在炎症和疾病中起作用。5月8日康涅狄格大学医学院神经科团队在PNAS上发表了“ExtracellularvesiclefibrinogeninducesencephalitogenicCD8+Tcellsinamousemodelofmultiplesclerosis”,在这项研究中,检查了血浆中的EVs(pEVs)在中枢神经系统脱髓鞘的实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型中的作用。确定pEV在MOG35-55免疫的C57BL/6小鼠中诱导自发的复发缓解型疾病表型。发现这种修饰的疾病表型由CD8+T细胞驱动,并且在pEV中需要纤维蛋白原。来自复发缓解型多发性硬化患者的pEV分析还发现纤维蛋白原是pEV货物的重要部分。总之,这些数据表明pEV中的纤维蛋白原有助于神经炎症的持续存在和疾病的复发。
研究思路
Figure1:在MOG35-55诱导的EAE期间,pEV在野生型C57BL/6小鼠中诱导自发的复发-缓解表型。(A)EAE小鼠施用(i.v.)从供体小鼠血浆中分离的pEV或载体。(C)pEV和媒介物处理的小鼠中代表性的临床EAE疾病课程。(D)载体和pEV处理的MOG35-55EAE小鼠实验期的分组治疗效果。(E)载体处理的和pEV处理的MOG35-55EAE小鼠之间的疾病负担的比较。
Figure2:pEV诱导CD8+T细胞应答,其负责MOG35-55EAE中自发复发表型的发展。(A)趋化因子Cxcl10和Ccl2的表达在pEVR/R小鼠的脑中自发复发时显着上调。(B)趋化因子Cxcl10的表达在pEVR/R小鼠的脊髓中自发复发时显着上调,而Ccl2的表达没有差异。(C)在自发复发时pEVR/R小鼠脊髓的CyTOF分析鉴定出独特的CD8+T细胞群。(D)pEV处理的MOG35-55EAE小鼠中的EAE也给予αCD8功能阻断抗体或同种型抗血清,和(E)个体治疗小鼠的代表性临床疾病过程和(F)。(G)给予αCD8功能阻断抗体或同种型抗血清的pEV处理的MOG35-55EAE小鼠之间的疾病负担的比较。(H)在pEV治疗的动物中第一次复发的同时收集的pEV-EAE和载体处理的小鼠的背侧列中的髓磷脂和细胞核的组织学显示出强烈的细胞浸润。(I)与pEV处理的小鼠中的增强的脱髓鞘病变共定位。(J)pEV处理的动物中的代表性CD8+免疫细胞和(K)这些细胞的定量表明脱髓鞘病变区域内CD8+T细胞数量增加在pEV治疗的小鼠的脊髓中。
Figure3:在MOG35-55诱导的EAE期间,pEV纤维蛋白原是在野生型C57BL/6小鼠中诱导自发复发-缓解表型所必需的。(A)小鼠pEV的蛋白质组学分析图和用于串联质谱肽鉴定的鉴定的级分。免疫印迹和免疫EM证实EV标记(B)flotillin-1和(C)凝血因子纤维蛋白原α,β和γ通过血浆分离的鼠纤维蛋白原免疫印迹证实pEV上的链表达。(D)来自Fib-/-小鼠血浆的pEV的电子显微照片证实完整的EV形态。(E)当在临床疾病高峰时注射到MOG35-55EAE小鼠中时,从Fib+/+或Fib-/-小鼠血浆中分离的pEV的临床效果。(F)施用Fib+/+或Fib-/-pEV的个体MOG35-55EAE小鼠的代表性临床疾病过程。(G)Fib+/+和Fib-/-pEV处理的小鼠的分组治疗效果数据。(H)施用Fib+/+或Fib-/-pEV的MOG35-55EAE小鼠之间的疾病负担的比较。
Figure4:来自RRMS患者样品的pEV的Western印迹分析鉴定了纤维蛋白原的存在。免疫印迹证实EV标记物(A)flotillin-1和(B)FGA对人pEV,如血浆分离的人纤维蛋白原所证实。(C)推荐的pEV纤维蛋白原模型,其促进CD8+T细胞介导的复发和与CNS脱髓鞘相关的炎症。
结论
CD8+T细胞是在RRMS患者的活动性病变中发现的主要T细胞亚型,其被认为是复发事件期间CNS损伤的主要细胞介质。尽管如此,最广泛研究的MS小鼠模型MOG35-55EAE诱导显着的CD4+T细胞驱动疾病。虽然这种模型提供了对MS免疫学的重要见解,但CD8+T细胞的缺乏限制了它们作为人类疾病突出特征的作用的详细探索。本研究应用CyTOF分析来鉴定pEV处理的MOG35-55EAE小鼠中哪些免疫细胞有助于复发表型。这种无偏倚的方法鉴定了CD8+T细胞,随后通过免疫阻断测定,其负责pEV处理的小鼠中的R/R表型。这些数据进一步加强了CD8+T细胞作为复发缓解疾病驱动因素的论点。
急性和慢性MS活动性病变中MHCI类抗原的广泛表达升高,表明MS脑中细胞毒性CD8+T细胞的普遍作用,表面上可以使用该R/REAE系统更有效地研究。对这种自发R/REAE模型中致病性CD8+免疫细胞的研究结果与其他人的先前工作形成对比,后者报道了MOG35-55特异性CD8+T细胞通过调节CD4+T细胞作为免疫抑制剂的潜在有益作用。然而,结果与其他研究结果一致,这些研究证明了在C3HeB小鼠的EAE髓鞘碱性蛋白模型中效应CD8+T细胞的致病潜力。组织学发现表明在脱髓鞘区域内存在CD8+T细胞。这可能代表少突胶质细胞特异性自身反应性CD8+T细胞,已发现其在体外溶解少突胶质细胞。本研究发现,在pEV给药的情况下,CD8+T细胞存在强烈的差异,这些细胞被发现可以介导复发缓解疾病活动。pEV施用后EAE表型的这种差异可能反映了通过尚未定义的机制优先激活CD8+前体。在这种情况下,数据将在这种疾病模型中将pEV和纤维蛋白原作为脑炎性CD8+T细胞的近端驱动因子。未来的研究将需要解决CD8+细胞群特异性,例如除CD3+T细胞以外的CD8+群体,以及它们的起始和扩展模式,解决他们对促进自身免疫的贡献。
该结果与先前的发现一致,即当注射到脑实质中时,纤维蛋白原缺乏的血浆与富含纤维蛋白原的血浆相比不诱导致脑炎T细胞应答。pEV纤维蛋白原被鉴定为R/REAE小鼠中CD8+T细胞应答的来源,与先前对pEV在其他疾病模型中的作用的观察结果一致。此外,EV可以将抗原和信号转移至APC,以促进其活化为免疫原性APC。pEV纤维蛋白原有助于CD8+T细胞免疫的发展,这表明作为EV的关键货物的纤维蛋白原在自身免疫期间在APC功能中可能是重要的,并且纤维蛋白原可以某种方式促进这种作用。虽然已经确定当给予EAE小鼠时pEV纤维蛋白原可以引起CD8+T细胞,但是该实验操作并未传达关于在EAE或MS过程中pEV或其货物的自然变化的任何信息。虽然未来的研究可以扩展这些发现,但是pEV相关纤维蛋白原实现这种效果的确切机制尚未得到解决。然而,基于这些发现,还假设MS中的pEV相关纤维蛋白原可能导致HLAI类连锁不平衡,并增加与该疾病相关的自身免疫的易感性。
本实验数据表明pEV功能至少部分依赖于EV蛋白质组。值得注意的是,已知EV可以保留其原始细胞的标记,这表明未来的研究可以识别来自特定细胞类型的亚群,这些亚群对整个EV群体贡献独特或关键信号。鉴于EV对免疫细胞活性的多种潜在效应功能,本研究结果确实提供了pEV可以影响MS模型中自身免疫反应的证据。此外,对来自健康人类供体和MS患者的pEV的分析表明,在患者中,pEV中纤维蛋白原的存在支持了本实验结果,即它不是pEV本身,而是它们与炎症相结合的活动引起了极大的不同。虽然已知纤维蛋白原本身可促进自身免疫,但与pEV相关的纤维蛋白原的独特方面也可能提供有关EV如何促进免疫的见解。
总之,本研究结果强调了CD8+T细胞在调节EAE小鼠自身免疫中的潜在影响。对EAE中pEV纤维蛋白原诱导的CD8驱动的免疫力的阐明提供了对可能的机制的独特见解,内源性血液因子可以通过该机制驱动MS中的脑炎性T细胞应答。通过继续研究,认为这种pEV-EAE模型是阐明人类RRMS中复发活动病因的一种手段。
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