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乳酸通过促进中性粒细胞从颅骨骨髓向脑膜迁移加剧脓毒症相关脑病的神经炎症
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月22日 来源:Experimental Neurology 4.6
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脓毒症相关脑病(SAE)是脓毒症常见且严重的并发症,但乳酸(lactate)与中性粒细胞(neutrophils)在其中的作用机制尚不明确。研究人员通过构建LPS诱导的SAE小鼠模型,结合乳酸脱氢酶抑制剂FX-11干预,发现颅骨骨髓(SBM)中乳酸水平升高通过CD31+通道促进中性粒细胞向脑膜迁移,加剧神经炎症。该研究揭示了乳酸-SBM-中性粒细胞轴在SAE中的关键作用,为靶向治疗提供了新思路。
脓毒症相关脑病(Sepsis-associated encephalopathy, SAE)是脓毒症患者中最常见的神经系统并发症,表现为认知功能障碍甚至长期痴呆,但其发病机制尚未完全阐明。尽管既往研究提示乳酸代谢异常和中性粒细胞浸润可能与SAE相关,但颅骨骨髓(skull bone marrow, SBM)这一特殊解剖结构如何参与其中仍是一个谜团。更关键的是,乳酸如何调控中性粒细胞从SBM向脑膜迁移的分子通路,以及这一过程如何加剧神经炎症,成为亟待解决的科学问题。
为回答这些问题,国内研究人员通过腹腔注射脂多糖(LPS)构建SAE小鼠模型,并利用乳酸脱氢酶抑制剂FX-11抑制乳酸生成。研究采用免疫荧光标记中性粒细胞,流式细胞术定量免疫细胞亚群,首次揭示了乳酸-SBM-中性粒细胞轴在SAE中的核心作用。相关成果发表于《Experimental Neurology》。
关键技术方法包括:1)LPS诱导的SAE小鼠模型;2)外源性乳酸干预实验;3)免疫荧光示踪中性粒细胞迁移;4)流式细胞术分析SBM和脑膜免疫细胞亚群;5)FX-11抑制乳酸生成的药理学干预。
主要研究结果
乳酸促进中性粒细胞从SBM向脑膜迁移
SAE小鼠SBM中乳酸水平显著升高,伴随SBM中性粒细胞减少而脑膜中性粒细胞外渗增加。外源性乳酸注射正常小鼠可重现这一现象,证实乳酸直接驱动中性粒细胞迁移。
CD31+通道介导迁移过程
研究发现SBM与脑膜之间存在CD31+(一种血管内皮标志物)通道,该结构是中性粒细胞跨颅骨迁移的解剖学基础。乳酸可能通过调节CD31+通道的通透性促进细胞迁移。
FX-11改善SAE神经炎症
抑制乳酸生成后,SAE小鼠的SBM乳酸水平下降,中性粒细胞迁移减少,脑膜中性粒细胞浸润减轻,小胶质细胞活化(microglial activation)和海马炎症因子表达均显著降低,提示FX-11具有潜在治疗价值。
结论与意义
该研究首次阐明乳酸通过CD31+通道驱动SBM中性粒细胞向脑膜迁移的分子机制,提出“颅骨-脑膜-脑轴”(skull–meninges–brain axis)是SAE神经炎症的关键调控枢纽。这不仅为SAE的病理机制提供了全新视角,更将FX-11等乳酸抑制剂推向了潜在治疗策略的舞台。未来针对SBM微环境的干预或成为SAE治疗的新突破口。
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