鼻内施用的脱铁胺(DFO)有望成为神经退行性疾病和神经系统损伤的新型治疗方法。鼻内(IN)递送允许DFO等药物绕过血液 - 脑障碍,并在几分钟之内沿嗅觉和三叉神经沿嗅觉和三叉神经在细胞外传递(Thorne等,2004; Chen等,1998; Frey,1997; Thorne等,1995; Thorne等,1995)。鼻内递送具有最大程度地减少全身性暴露的额外好处,从而减少副作用以及无创的。脱铁胺是一种经认可的通用抗氧化剂和抗炎药,其结合铁具有很高的亲和力,但与系统给药的大脑渗透有限(Di Paola等,2022)。游离铁在阿尔茨海默氏病(AD),帕金森氏病和其他脑部疾病的个体的大脑中异常积累(Rao等,2022)。在患有AD的人的大脑中,也含有铁的自由血红素,也增加了血红素和铁灭活的人脑脑毒蕈碱毒蕈碱乙酰胆碱受体,需要体外记忆(Venters等,1997; Atamna and Frey,frey,2004; Fawcett等,2004; Fawcett等,2002; Fawcett et al。,2002)。鼻内DFO已显示在动物中,以治疗各种脑部疾病,其中铁会异常积累,甚至可以改善正常和健康小鼠的记忆力(Fine等,2020)。这是重新利用现有药物来治疗PD,AD,中风和其他脑部疾病的一个例子,通过使用非侵入性递送以绕过血脑 - 脑 - 障碍物,并靶向大脑。对DFO作为对神经退行性疾病的潜在治疗的兴趣,鉴于最近认识到,基于不受管制的铁水平的一种调节细胞死亡形式,依赖于神经退行性疾病和神经侮辱的形式(Stockwell,2022222)。 促进铁水平响应的铁凋亡会导致脂质过氧化,活性氧(ROS)产生,线粒体功能障碍以及神经炎性反应导致细胞和神经元损伤(Tang等,2020; Jarrahi等; Jarrahi等; Jarrahi等,2020年)。对DFO作为对神经退行性疾病的潜在治疗的兴趣,鉴于最近认识到,基于不受管制的铁水平的一种调节细胞死亡形式,依赖于神经退行性疾病和神经侮辱的形式(Stockwell,2022222)。促进铁水平响应的铁凋亡会导致脂质过氧化,活性氧(ROS)产生,线粒体功能障碍以及神经炎性反应导致细胞和神经元损伤(Tang等,2020; Jarrahi等; Jarrahi等; Jarrahi等,2020年)。
(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人于2025年1月3日发布。 https://doi.org/10.1101/2025.01.03.631124 doi:Biorxiv Preprint
1美国家庭和社区医学系,阿拉巴马大学伯明翰大学,美国阿拉巴马大学伯明翰,阿拉巴马州伯明翰大学,美国2物理治疗系,阿拉巴马州伯明翰市阿拉巴马州伯明翰大学,美国伯明翰大学,医学院,伯明翰大学医学院,伯明翰,伯明翰,伯明翰大学,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,,医学院,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰大学,伯明翰学院及以下多美国康威,美国,阿拉巴马大学5号神经病学系,美国阿拉巴马州伯明翰,美国,美国6号医学系,密西西比大学医学中心医学中心,杰克逊大学,美国麦克萨斯州杰克逊大学,7海森克医学院,阿拉巴马大学伯明翰大学,阿拉巴马大学,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,伯明翰,美国,美国,美国,美国,美国。美国阿拉巴马州伯明翰的阿拉巴马州,美国阿拉巴马州伯明翰,伯明翰/亚特兰大老年医学研究,教育和临床中心(GRECC),美国阿拉巴马州伯明翰,阿拉巴马州伯明翰10号退伍军人事务部
等 2017;Cao 等 2021;Webberley 等 2022;Zhu 等 2023)。在此背景下,据报道,食用 S. boulardii 可减轻大鼠焦虑样行为以及 LPS 在新奇识别任务中引起的认知障碍(Babaei 等 2022a;Babaei 等 2022b)。我们的结果表明,口服 S. boulardii 后,接受 LPS 治疗的大鼠的空间记忆中断得到改善。虽然这种影响在所有变量中并不具有统计学意义,但逃避行为的减少
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
Chit 的生物学作用尚未被充分认识,尽管已证实它能水解几丁质,而几丁质是许多昆虫和病原体的结构和功能成分 [2]。在正常个体和 CHIT1 基因外显子 10 突变的患者血浆中发现了 Chit 活性的变化,从而导致无症状的 Chit 活性缺乏 [3, 4]。这种酶缺乏的病理生理意义尚不十分清楚。在正常个体中,Chit 活性已被确定为巨噬细胞活化的标志。事实上,患有伴有显著吞噬细胞活性的慢性疾病的患者,如溶酶体戈谢病和尼曼匹克病 [5]、β-地中海贫血 [6] 或动脉粥样硬化 [7],以及患有急性和慢性寄生虫感染的患者,如疟疾和利什曼病 [8],其血浆中的 Chit 活性均升高。据报道,在戈谢病 [9] 中存在鞘内 Chit 活性的证据,并且初步研究也表明,在一些慢性炎症性神经系统疾病(如中风和多发性硬化症)中也存在这种活性 [10, 11]。在创伤性脑损伤 (TBI) 中,人类和动物研究均报告了鞘内胶质细胞活化、巨噬细胞浸润和细胞因子产生增加 [12, 13]。特别是慢性胶质细胞活化与神经退行性病变的进展有关 [14]。
要点问题:神经炎症如何影响脑血管损伤的下游特征和淀粉样蛋白β(Aβ)在阿尔茨海默氏病中?发现:在这项研究的126名没有痴呆症的老年人的研究中,我们发现了两种不同的神经炎症途径的证据,这些途径导致神经变性和记忆缺陷。一条路径涉及血浆YKL-40及其对脑血管损伤的影响,如白质高强度(WMH)在MRI扫描时测量。另一种涉及血浆神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)及其对通过18F氯二肽(FBP)PET测量的Aβ沉积的影响。通过等离子体PTAU-217测量的Tauopathy上的两种途径都与较低的内侧颞叶(MTL)皮质厚度和海马体积相关,因此是记忆缺陷。含义:炎症通过多种不同的平行途径作用于阿尔茨海默氏病的机制,这些途径下游会趋于神经变性。
,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。
灰质(GM)萎缩在多发性硬化症,神经肌炎选择性谱系障碍[NMOSD;抗Aquaporin-4抗体阳性(AQP4+)和 - 阴性(AQP4-)亚型]和髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病(Mogad)。揭示这些疾病中脑萎缩的发病机理将有助于其鉴别诊断并指导治疗策略。确定多发性硬化症,AQP4+ NMOSD,AQP4-NMOSD和MOGAD中GM萎缩的神经生物学基础,我们进行了虚拟的组织学分析,该虚拟组织学分析将T1加权图像派生的GM Atrophy+ Gene表达与MultiCentRe COLES的患者相关联,与3224患者有关75例AQP4 -NMOSD患者,47例Mogad患者和2169名健康对照组患者。首先,使用Cohen d在具有多发性硬化症,AQP4+ NMOSD,AQP4- NMOSD或MOGAD或MOGAD和健康对照组之间的Cohen D之间确定了整个皮质和皮质下区域的GM间GM萎缩谱。然后将GM萎缩谱分别与从艾伦人脑图集提取的基因表达水平分别在空间上相关。最后,我们使用亚组分析探索了临床功能相关的GM萎缩的虚拟组织学,该分析通过身体残疾,疾病持续时间,复发次数,病变负担和认知功能进行分层。多发性硬化症显示出严重的GM萎缩模式,主要涉及皮层核和脑干。AQP4+ NMOSD显示出明显的GM萎缩的广泛模式,主要位于枕骨Tex和小脑中。AQP4- NMOSD显示出轻度的GM萎缩模式,主要位于额叶和顶叶皮层。mogad显示GM萎缩主要涉及额叶和颞皮质。High expres sion of genes specific to microglia, astrocytes, oligodendrocytes and endothelial cells in multiple sclerosis, S1 pyram idal cells in AQP4+ NMOSD, as well as S1 and CA1 pyramidal cells in MOGAD, had spatial correlations with GM atrophy profile, while no atrophy profile-related gene expression was found in AQP4 - NMOSD。与四种NeuroInflam疾病中的临床纤维相关GM萎缩的虚拟组织学主要指向共享的神经元和内皮细胞。独特的潜在虚拟组织学模式是小胶质细胞,星形胶质细胞和少突胶质细胞,用于多发性巩膜; AQP4+ NMOSD的星形胶质细胞;和摩盖德的少突胶质细胞。神经元和内皮细胞是在这些神经炎症性疾病中共有的靶标。这些发现可能有助于对这些疾病的鉴别诊断,并促进最佳治疗策略的使用。
Platon Megagiannis, 1,11 Yuan Mei, 2,3,11 Rachel E. Yan, 4,5 Lin Yuan, 1 Jonathan J. Wilde, 6,7 Hailey Eckersberg, 1 Rahul Suresh, 1 Xinzhu Tan, 1 Hong Chen, 1 W. Todd Farmer, 8 Kuwook Cha, 9 Phuong Uyen Le, 1 Helene Catoire, 1 Daniel Rochefort, 1 Tony Kwan, 10 Brian A. Yee, 3 Patrick Dion, 1 Arjun Krishnaswamy, 9 Jean-Francois Cloutier, 1 Stefano Stifani, 1 Kevin Petrecca, 1 Gene W. Yeo, 3 Keith K. Murai, 8 冯国平, 6,7 Guy A. Rouleau, 1 Trey Ideker, 2, * Neville E. Sanjana, 4,5 和扬州1,12,*1加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学医学与健康科学学院蒙特利尔神经病学研究所医院神经内科和神经外科系 2 美国加利福尼亚州圣地亚哥市加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学系遗传学分部 3 美国加利福尼亚州拉霍亚市加利福尼亚大学圣地亚哥分校基因组医学研究所干细胞项目细胞和分子医学系 4 美国纽约州纽约纽约基因组中心 5 美国纽约州纽约大学生物系 6 美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院 (MIT) 麦戈文脑研究所脑与认知科学系 7 美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所斯坦利精神病学研究中心 8 加拿大魁北克省蒙特利尔市蒙特利尔综合医院麦吉尔大学健康中心研究所脑修复和综合神经科学项目神经科学研究中心加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学医学与健康科学学院生理学系 10 加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学麦吉尔基因组中心和人类遗传学系 11 这些作者贡献相同 12 主要联系人 *通信地址:tideker@ucsd.edu (TI)、yang.zhou7@mcgill.ca (YZ) https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114637