CCR2 在乌苏图病毒脑炎中单核细胞招募和血脑屏障破坏的核心作用:为治疗开辟新方向

【字体: 时间:2025年04月17日 来源:Journal of Neuroinflammation 9.3

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  为解决 Usutu 病毒(USUV)感染脑部的免疫反应及控制疾病严重程度的问题,研究人员开展了 USUV 脑炎免疫反应的研究。结果表明 CCR2 介导单核细胞招募和血脑屏障(BBB)破坏,地塞米松可抑制炎症。研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》杂志上。这为治疗 USUV 脑炎提供了新方向。

  

乌苏图病毒(Usutu virus,USUV)作为一种新兴的嗜神经黄病毒,近年来逐渐走进人们的视野。它能够在鸟类中引发大规模死亡事件,同时也威胁着人类和其他哺乳动物的健康。目前,USUV 和西尼罗河病毒(West Nile virus,WNV)在血清学上存在高度交叉反应,这使得诊断变得困难,许多 USUV 病例可能被误诊,从而低估了其传播的影响。更为棘手的是,针对 USUV 和 WNV,尚无获批的抗病毒药物和人类疫苗。在这样的背景下,深入研究 USUV 感染脑部后的免疫反应,探索控制疾病严重程度的策略迫在眉睫。

来自比利时鲁汶大学(KU Leuven)等研究机构的研究人员勇敢地迎接了这一挑战。他们通过一系列实验研究,得出了一系列关键结论,为我们理解 USUV 脑炎的发病机制和治疗提供了重要线索。该研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》杂志上。


在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们建立了免疫健全的小鼠感染模型,通过颅内接种 USUV 来模拟人体感染情况。利用流式细胞术(Flow cytometry)分析脑部白细胞的组成和变化,借助共聚焦活体显微镜(Confocal intravital microscopy,IVM)观察单核细胞在脑部的动态变化和血管完整性,还使用酶联免疫吸附测定(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测细胞因子和趋化因子的水平,以此来深入探究 USUV 感染后的免疫反应机制。


研究结果如下:


  • USUV 在脑部复制并致病:研究人员发现,通过颅内接种,USUV 能够在免疫健全的小鼠脑部有效复制。接种 噬斑形成单位(Plaque forming units,PFU)USUV 的小鼠在感染 6 天后体重显著下降,出现典型的神经感染症状,部分小鼠甚至死亡,而接种热灭活 USUV 的小鼠则未出现这些症状。这表明 USUV 诱导的脑炎需要病毒在局部进行复制。

  • USUV 感染诱导微胶质细胞激活和细胞因子释放:免疫染色结果显示,USUV 感染的小鼠脑部微胶质细胞显著激活,表现为 Iba1 染色面积增加,细胞形态变为阿米巴样。同时,脑部多种促炎细胞因子和趋化因子水平升高,如 IL-6、CCL5、CXCL1、CXCL10、CCL2 和 IFN-γ ,这表明 USUV 感染引发了强烈的脑部炎症反应。

  • USUV 感染导致巨噬细胞免疫代谢激活:研究人员对骨髓来源的巨噬细胞(Bone marrow-derived macrophages,BMDM)进行研究,发现 USUV 感染可使 BMDM 的糖酵解速率、糖酵解能力和非糖酵解酸化显著增加,且这种变化与接种剂量相关。同时,感染后 BMDM 分泌的炎症趋化因子 CCL2 和 CCL5 也显著增加,这表明 USUV 感染是一种免疫代谢调节剂。

  • 炎症单核细胞大量募集到 USUV 感染的脑部:通过流式细胞术和共聚焦活体显微镜观察,研究人员发现 USUV 感染后,脑部大量募集白细胞,其中炎症单核细胞( )是最主要的募集细胞类型。这些单核细胞在感染脑部被激活,其表面整合素 CD11b 的平均荧光强度增加。

  • 单核细胞向脑部的募集依赖于 CCR2:CCR2 基因敲除小鼠实验表明,CCR2 在单核细胞和 T 细胞向脑部的募集中起着关键作用。CCR2 缺陷导致单核细胞和 T 细胞浸润显著减少,且单核细胞黏附能力受损,微胶质细胞激活程度也降低。此外,CCR2 缺陷小鼠的血脑屏障(Blood–brain barrier,BBB)破坏程度明显减轻,这表明 CCR2 在 USUV 诱导的 BBB 破坏中起着核心作用。

  • IFN-γ 刺激脑部 CCL2 产生和炎症反应:IFN-γ 基因敲除小鼠实验显示,IFN-γ 在 USUV 感染后的脑部炎症反应中起着重要作用。IFN-γ 缺陷导致 CCL2 和其他促炎介质的产生减少,炎症单核细胞向脑部的迁移和微胶质细胞激活受到抑制,BBB 通透性降低,这表明 IFN-γ 驱动了 USUV 感染期间脑部炎症反应的全面发展。

  • 地塞米松减轻脑部炎症和疾病严重程度:研究人员对多种抗炎药物进行评估,发现地塞米松能够显著降低脑部炎症,减少细胞因子产生、白细胞募集和微胶质细胞激活,减轻疾病症状和 BBB 破坏。虽然地塞米松治疗会导致病毒载量升高,但这表明脑部的炎症反应而非病毒载量是 USUV 诱导疾病负担的根源。


综合研究结论和讨论部分,这项研究具有重要意义。研究人员首次明确了 CCR2 在 USUV 脑炎中单核细胞招募和血脑屏障破坏过程中的核心作用,揭示了 IFN-γ 在驱动脑部炎症反应中的关键地位。此外,地塞米松治疗的有效性为 USUV 脑炎的治疗提供了新的思路,尽管使用类固醇治疗 WNV 脑炎的效果存在争议,但该研究为联合使用类固醇和抗病毒药物治疗 USUV 及其他黄病毒脑炎提供了理论依据,有望为未来的临床治疗开辟新方向,推动相关领域的进一步研究和发展。

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