免疫系统和神经系统之间的相互作用是各种神经退行性疾病(NDD)的关键方面,但是模仿细胞间相互作用的生理相关模型的发展仍然是一个挑战。为了克服这一问题,可以利用人类诱导的多能干细胞技术来构建多细胞模型,并将人类病理生理学带入早期药物发现中,以开发针对神经蛋白浮肿的新疗法。相关生物疾病过程模型的开发和验证,例如小胶质细胞 - 神经元的交流,可以洞悉细胞相互作用,这些相互作用在识别凋亡神经元和调节神经元活性方面起作用,这在疾病进展中是至关重要的事件。将这些途径靶向人类模型中的读数结合,可以审讯和评估治疗学在营救主要,继发性,第二和第三级神经病理学特征方面的能力。
神经炎症是许多神经疾病疾病的共同特征。它促进了功能障碍的神经元 - 小胶质细胞 - 星形胶质细胞串扰,后者又将小胶质细胞保持在有效的反应性状态,通常会增强神经元损伤。未充分探索介导这种关键交流的分子成分。在这里,我们表明,分泌的卷曲相关蛋白1(SFRP 1)是细胞对细胞通信的多功能调节剂,是细胞串扰神经炎症的一部分。在急性和慢性神经炎症的小鼠模型中,SFRP 1(在很大程度上是星形胶质细胞衍生的)促进和维持小胶质细胞的活性,从而促进了慢性炎症状态。sfrp 1促进了缺氧诱导的因子依赖性炎症途径的成分的上调,并在较低程度上促进了核因子-kappa B.因此,我们提出SFRP 1充当神经炎性的星形胶质细胞到微糖放大器,这代表了在几种神经退行性疾病中抵消慢性炎症的有害效应的潜在有价值的治疗靶标。
,我们将使用Axion Maestro Edge Microectrode阵列(MEA)系统(Axion Biosystems,Atlanta,GA)刺激与内皮细胞,肥大细胞和小胶质细胞共同培养的HIPSC衍生神经元后的神经元健康(图。2)与试验键微流体系统(Netri,Lyon,France)结合起来,以创建人体类芯片模型。使用这种人体器官系统,我们将研究触发器的单个或组合的效果,以刺激由RNA-SEQ和酶联免疫吸附测定(ELISA)分析的神经毒性分子的释放(ELISA),该分子(ELISA)专注于炎症,神经元连通性和血管分布(图。2)。由IPSC组成的人类器官已用于研究某些神经系统疾病,也可以用于筛查潜在治疗。
此预印本版的版权持有人于2025年2月20日发布。 https://doi.org/10.1101/2025.02.14.638293 doi:Biorxiv Preprint
神经血管单元(NVU)由血管细胞,神经胶质细胞和神经元组成。作为中枢神经系统中的基本功能模块,NVU在微环境和血脑屏障的整体中保持体内平衡。NVU的破坏及其成分之间的相互作用参与突触核苷的病理生理学,其特征在于α-突触核蛋白的病理积累。神经炎症有助于突触核断病的病理生理,包括帕金森氏病,多种系统萎缩和伴有路易体的痴呆症。本综述旨在总结NVU中神经胶质细胞和血管细胞的神经纤维反应。我们还回顾了神经胶质细胞和血管细胞之间的串扰,神经胶质细胞和周细胞之间以及小胶质细胞和星形胶质细胞之间的神经炎症。最后,我们讨论了α-突触核蛋白如何影响神经炎症以及神经炎症如何影响α-突触核蛋白的聚集和扩散,并分析突触核蛋白酶病中α-类核蛋白的不同特性。
种类,包括啮齿动物,23,27,28,30,31,38,47,50,51,57-61,人类29,36、40,46,62-64),非人类灵长类动物49,65,
尽管用小鼠组织完成了脑器官的第一项工作,但它代表了基于细胞培养的人脑建模之前和之后(Lancaster等,2013)。脑类器官具有高细胞异质性,许多细胞类型都集成到同一系统中。类器官不仅代表了研究健康中神经过程的优势,而且更重要的是在患病的环境中,尤其是那些具有复杂遗传方面的那些在动物中构成挑战的遗传方面。对人类神经系统疾病的临时研究意味着由于遗传背景的多样性,在遗传疾病的情况下,中枢神经系统的结构复杂性(CNS),动物模型缺乏可重复性以及在获得人脑活检方面的困难。大脑器官系统的发展在模仿中枢神经系统的复杂性并克服所有这些缺点方面取得了突破。由各种神经元细胞类型组成的脑器官的细胞异质性,可以彼此连接和相互作用是一个很大的优势。获得患者样品,将其重新编程为干细胞的简单性,并将其用于神经退行性疾病建模,增强其翻译价值和更个性化的方法。IPSC衍生的人脑器官已用于研究脑感染(Qian等,2016),神经系统疾病和神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏病(Chen等,2021)。IPSC衍生的人脑器官已用于研究脑感染(Qian等,2016),神经系统疾病和神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏病(Chen等,2021)。
通过激活神经胶质细胞和神经元损伤而引起的神经血管单元 (NVU) 炎症在神经退行性疾病中起着关键作用。虽然疾病发病的确切机制尚不明确,但某些生物标志物为了解疾病的发病机制、严重程度、进展和治疗效果提供了宝贵的见解。这些标志物可用于评估脑细胞的病理生理状态,包括神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞、特化微血管内皮细胞、周细胞、NVU 和血脑屏障 (BBB) 破坏。BBB 的紧密连接 (TJ)、粘附连接 (AdJ) 和间隙连接 (GJ) 成分的损伤或错位会导致包括神经退行性疾病在内的各种脑部疾病的通透性和神经炎症增加。因此,可以评估血液、脑脊液 (CSF) 或脑组织中的神经炎症标志物,以确定神经系统疾病的严重程度、进展和治疗反应。慢性炎症在与年龄相关的神经退行性疾病中很常见,包括阿尔茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD) 和痴呆症。神经创伤/创伤性脑损伤 (TBI) 也会导致急性和慢性神经炎症反应。一些标志物的表达也可能在神经退行性疾病发作前很多年甚至几十年发生改变。在这篇综述中,我们讨论了与急性和慢性脑部疾病相关的神经炎症和神经退行性疾病的标志物,尤其是与神经血管病变相关的标志物。这些生物标志物可以在脑脊液或脑组织中进行评估。神经丝轻链 (NfL)、泛素 C 末端水解酶-L1 (UCHL1)、神经胶质纤维酸性蛋白 (GFAP)、离子钙结合衔接分子 1 (Iba-1)、跨膜蛋白 119 (TMEM119)、水通道蛋白、内皮素-1 和血小板衍生生长因子受体 β (PDGFR β ) 是一些重要的神经炎症标志物。最近的 BBB 芯片建模提供了有希望的
摘要:神经因浮肿,在阿尔茨海默氏病,多发性硬化症和肝性脑病等神经系统疾病中至关重要,涉及复杂的免疫反应。细胞外囊泡(EV)在细胞间和器官间通信中起关键作用,影响疾病的疾病。evs是免疫系统中的关键介质,其中包含能够激活分子途径的分子,这些途径加剧了神经系统疾病中神经素的炎症过程。,来自间充质干细胞的电动汽车在减少神经蛋白的流量和认知降低方面表现出了有望。evs可以越过中枢神经系统屏障,周围免疫信号可以通过EV介导的通信影响大脑功能,从而影响屏障功能和神经蛋白的流量响应。了解大脑和其他器官内的EV相互作用可以公布神经系统疾病的新型治疗靶标。
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