匹兹堡大学医学院胡晓明团队揭示调节性T细胞促进中风后的白质修复

脑白质区主要由髓鞘、有髓鞘的轴突纤维和产生髓鞘的少突胶质细胞组成。白质连接大脑不同区域的神经元，促进神经冲动转导。包括脱髓鞘和少突胶质细胞的丢失在内的白质病变，通常发生在中风后不久，并持续很长时间。白质损伤的严重程度与中风患者的长期运动缺陷和认知能力下降相关。因此，白质可能是促进中风后功能恢复的治疗靶点。

卒中后白质完整性的改善可以通过减少髓鞘丢失和少突胶质细胞死亡或促进少突胶质细胞再生和再髓鞘再生来实现。CD4+调节性T细胞（Tregs）是一种特殊的免疫抑制T细胞亚群，主要功能是维持免疫稳态和抑制炎症。最近研究表明，内源性treg的消耗会损害中风后的功能恢复，并恶化白质损伤。因此，增加treg的数量可能是改善白质完整性的有效手段。然而，Treg改善白质完整性的机制目前仍不清楚。

在此背景下，2023年3月6日，匹兹堡大学医学院神经内科胡晓明课题组在Neurobiology of Disease发文揭示了调节性T细胞促进了中风后的白质修复。

过去研究发现，大脑皮质特异性层标志物SMI-32在CD模型鼠皮质表达异常,可作为病理诊断的一项指标。免疫荧光染色显示：与对照组小鼠相比，经treg处理的小鼠在tMCAO造模28天后，MBP和SMI32染色区域的比例明显更高。卒中后7d和28d观察到明显的SMI32染色，同时外囊（EC）、皮质和纹状体的MBP染色丢失，而补充Treg可使SMI32染色减少和MBP强度增加，即改善了白质的完整性。

图1|补充Treg改善了白质的完整性

进一步的研究结果显示：反复注射IL-2/IL-2抗体导致脑卒中后血液和脾脏中CD4+、CD25+、Foxp3+treg和脑浸润性treg的数量显著增加。行为学测试结果显示：小鼠在tMCAO后7天和35天，在旋转测试中停留在旋转棒上的时间减少，从对侧爪子移除胶带的时间增加，而IL-2/IL-2Ab给药在tMCAO后的第35天纠正了这些感觉运动缺陷，改善了上述卒中晚期神经运动功能。

图2|行为学测试结果

随后，课题组进行了纵向体内弥散张量成像（DTI）扫描，并使用分数各向异性（FA）图用于评估白质的完整性。计算同侧ROI中的FA与对侧ROI中的FA的比值。结果显示：外囊远端（ECD）从脑卒中后14d开始降低，FA比值 1，表现出白质完整性损伤，而IL-2/IL-2Ab处理的小鼠在中风后的晚期（28d和35d）改善了上述白质完整性的缺陷。

髓鞘纤维的郎飞结（NOR）富含钠和钾离子通道，对动作电位的跳跃传导至关重要。旁间隙（Paranodal gap elongation）是髓鞘化受损的标志，指一对Caspr（一种细胞粘附蛋白）区域之间的距离增加（即同侧间隙/对侧间隙 100%）。对Nav1.6（一种钠通道蛋白）和Caspr的双免疫荧光分析结果显示：IL-2/IL-2Ab显著增加了病灶侧NOR的数量；显著降低了旁间隙长度。这些数据表明，中风后通过IL-2/IL-2抗体治疗可改善NOR结构。

图3|DTI扫描和双免疫荧光分析结果

进一步的研究结果显示：在tMCAO造模后三天，IL-2/IL-2Ab处理的小鼠少突胶质细胞（APC+TUNEL+）和OPCs（PDGFRα+TUNEL+）死亡量下降。

图4|IL-2/IL-2Ab处理减少了APC和OPCs的死亡量

为了进一步确定IL-2/IL-2抗体是否能改善卒中后晚期白质恢复，课题组将治疗方案推迟到卒中后5天，发现IL-2/IL-2Ab处理显著增加了tMCAO术后21天MBP/SMI32染色区域的比例。Luxol快蓝（LFB）染色显示，与igg处理的小鼠相比，IL-2/IL-2处理的小鼠在tMCAO后21天EC和纹状体的髓磷脂覆盖率增加。这些数据表明，IL-2/IL-2Ab的疗效至少部分归因于其晚期修复作用。

图5|IL-2/IL-2抗体改善了卒中后晚期的白质恢复

最后，课题组使用体外器官型小脑切片培养评估LPC诱导脱髓鞘模型中的髓鞘再生能力。免疫染色结果显示：LPC停用后3天后，NFH+（神经丝重链）轴突纤维的MBP染色缺失，有髓鞘面积百分比减少。在LPC停用后7天，部分髓鞘再生，但再生效果不显著。而Treg处理显著增加了LPC后7天的髓鞘覆盖，使得MBP+轴突覆盖增加，表明Treg增强了再髓再生。

图6|Treg增强了髓鞘再生能力

综上所述，本研究全面评估了Treg增强对脑卒中后白质保存和修复的作用，并证实了Treg对白质恢复的积极调控作用。该研究证明了IL-2/IL-2抗体疗法是治疗中风的可行性。

/10.1016/j.nbd.2023.106063

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