髓系造血的动态变化与生活方式对多发性硬化的调控机制研究

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:Nature Communications 14.7

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  为探究多发性硬化(MS)中髓系造血的动态变化及生活方式的影响,研究人员开展相关研究。结果发现 MS 中髓系造血具动态性,受疾病阶段和位置影响,睡眠、血脂等生活方式因素通过 M-CSF 影响疾病。该研究为 MS 治疗提供新方向。

  在人体的免疫系统中,多发性硬化(Multiple Sclerosis,MS)是一种令人困扰的疾病,它主要表现为中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)的炎症和退化,髓系细胞在其中起着关键作用。然而,一直以来,人们对髓系细胞在 MS 中的产生规律,以及生活方式等因素对其的影响知之甚少。为了揭开这些谜团,来自美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员运用了多种技术方法来开展研究。在动物实验方面,他们使用了不同品系的小鼠构建实验性自身免疫性脑脊髓炎(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,EAE)模型,包括复发缓解型 EAE(RR-EAE)和进展型 EAE(P-EAE)。通过对小鼠的血液、骨髓、脾脏等组织进行细胞分离和流式细胞术分析,来检测免疫细胞的数量和类型变化。同时,还采用 ELISA 技术检测骨髓液中造血生长因子的浓度。在人体研究中,利用英国生物银行(UK Biobank)的样本进行血液白细胞分析,并开展地中海饮食干预试验,对参与者的血液样本进行采集和检测。

研究结果如下:

  1. RR-EAE 中的髓系造血动态:在 RR-EAE 小鼠模型中,研究人员发现疾病高峰期和缓解期时,中枢神经系统(CNS)中的神经炎症和白细胞数量与临床症状相关。然而,血液白细胞增多和髓系造血在股骨骨髓、椎骨骨髓和脾脏中持续增加,与临床症状和神经炎症不一致。在症状出现前,血液中的单核细胞和中性粒细胞就开始增多,并且骨髓和脾脏中的造血祖细胞也有所增加,这些细胞数量的变化与后续临床症状的严重程度相关。
  2. P-EAE 中的髓系造血动态:在 P-EAE 小鼠模型中,随着疾病的进展,脊髓中的白细胞积累和血液中的白细胞增多现象逐渐加重。股骨骨髓、椎骨骨髓和脾脏中的髓系造血也呈现出动态变化,其中脾脏的髓系造血在疾病进展期增加,慢性期则下降。此外,研究人员还发现,MS 患者的血液白细胞数量明显高于健康人。
  3. 睡眠干扰对 P-EAE 的影响:利用缺乏下丘脑分泌素(Hypocretin,Hcrt)的小鼠模型,研究人员发现睡眠干扰会增强髓系造血和全身白细胞增多,加重 P-EAE 的临床症状、神经炎症和脱髓鞘。这表明睡眠质量与 MS 的病情发展密切相关。
  4. 高脂血症和心脏代谢综合征对 P-EAE 的影响:通过构建高脂血症和心脏代谢综合征的小鼠模型,研究人员发现这些因素会加剧髓系造血,加重 P-EAE 的症状,包括神经炎症和脱髓鞘。血液中单核细胞和中性粒细胞的数量与疾病的严重程度相关,并且肥胖和代谢异常的小鼠模型表现出更严重的病情。
  5. M-CSF 在疾病中的作用:研究发现,睡眠干扰和高脂血症会通过调节 M-CSF 信号通路来影响髓系造血和疾病严重程度。使用抗 M-CSF 中和抗体(ɑ-M-CSF)进行干预后,能够减轻睡眠干扰和心脏代谢综合征诱导的髓系造血增加和疾病症状,这表明 M-CSF 在生活方式与 MS 病情发展之间起着关键的介导作用。
  6. 地中海饮食对 MS 的影响:对 MS 患者进行地中海饮食干预试验,结果显示这种饮食方式可以改善患者的临床症状,降低造血激活和免疫细胞生成。具体表现为减少血液中的外周血单核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells,PBMCs)和对 M-CSF 有反应的髓系偏向性造血干细胞和祖细胞(Hematopoietic Stem and Progenitor Cells,HSPCs)。

研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 MS 中髓系造血的动态变化以及生活方式因素的影响机制。在 RR-EAE 和 P-EAE 小鼠模型中,髓系造血在不同组织和疾病阶段呈现出不同的变化规律。睡眠干扰和高脂血症等不良生活方式会通过 M-CSF 信号通路加剧疾病,而地中海饮食则可以改善病情。这表明 M-CSF 调节的髓系造血是生活方式与 MS 之间的重要联系,为 MS 的治疗提供了新的潜在靶点和干预方向。未来,进一步研究这些机制以及开发针对 M-CSF 介导的髓系造血的治疗方法,有望为 MS 患者带来更有效的治疗手段。
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