背景

最近的研究报告外周血单核细胞（PBMC）浸润到癫痫症中的中枢神经系统（CNS），这表明PBMC外渗对癫痫发作的潜在贡献。然而，参与PBMC渗透促进神经元易感性的潜在机制仍不清楚。因此，本研究开发了一种模拟活化PBMC浸润到大脑中的体外模型，以研究炎症信号从PBMC到CNS的潜在转导。

方法与结果

为了建立模型，首先从大鼠脾脏中提取PBMC，然后用脂多糖（LPS）对PBMC进行免疫引发，然后用尼日利亚菌素进一步激活。此后，作者将这些活化的PBMC与来自同一只大鼠的器官型皮质-海马脑切片培养物（OCHSCs）共培养，并将PBMC-OCHSC共培养物与在培养基中暴露于PBMCs的OCHSCs进行比较。通过在PBMC与OCHSCs共培养之前将OCHSCs与Caspase-1抑制剂VX-765一起孵育，进一步针对潜在的外周炎症转导到OCHSCs的分子途径。24小时后，我们使用半定量免疫荧光分析了皮层和海马中的炎症标志物。另外，还分析了神经元活性通过在皮层II/III全细胞膜片钳记录和海马CA1锥体神经元。实验结果显示：在皮质中，在OCHSCs之上用LPS+尼日利亚菌素处理的共培养免疫反应性PBMCs上调炎症标志物并增强神经元兴奋（见图一）。相比之下，在向OCHSCs添加引发的PBMCs（即仅用LPS处理）后没有检测到兴奋性变化（见图二）。引人注目的是，在海马体中，免疫反应性和致敏PBMC都引起了类似的促炎和促兴奋作用（见图三、图四）。然而，当免疫反应性和致敏PBMCs与OCHSCs分开在培养基中培养时，只有免疫反应性PBMCs会引起神经炎症和海马体的过度兴奋（见图五、图六），而引发的PBMC未能产生任何显着变化。最后，将VX-765应用于OCHSC，与免疫反应性或已引发的PBMC共培养，可防止OCHSC中的神经炎症和海马过度兴奋（见图七）。

（图一）

（图二）

（图三）

（图五）

（图六）

（图七）

（图八）

结论

本研究的主要发现表明，激活的外周免疫细胞的外渗，如在全身炎症期间发生的细胞，导致锥体神经元的异常兴奋性。作者发现，在皮质中，与免疫原性激活的PBMCs相比，免疫原性启动的PBMCs的外周炎症的影响相对有限，这表明浸润细胞的免疫刺激程度预测了皮质细胞的免疫反应的程度。相反，还发现海马体对免疫原启动和免疫原激活的PBMCs表现出相同的脆弱性，而启动和激活的PBMCs之间神经元内在特性的改变是可比较的。然而，在已启动的PBMCs的情况下，促炎信号的转导似乎依赖于PBMCs和海马组织之间的细胞-细胞接触。最后，通过药理学靶向炎症小体激活，进一步发现炎症诱导的海马神经元兴奋是通过Caspase-1下游效应因子介导的，其中Caspase-1的激活通过减少4-AP敏感的K+电流，抑制神经元膜的兴奋性，即ID和IA，从而增强神经元的兴奋性。因此，本文提供了证据，表明Caspase-1信号可以调节锥体神经元中4-AP敏感的K+通道的功能特性，这可能有助于开发靶向Caspase-1的治疗方法，以控制全身感染或损伤后的神经炎症和高兴奋性。

文章出自：细胞实验   想了解更多请关注：http://www.do-gene.cn/