T细胞受体激活导致小鼠脑出血后脑损伤

T cell receptor activation contributes to brain damage after intracerebral hemorrhage in mice

作者信息Yuwen Xiu, Yingjie Wang, Ningning Wang, Ning Liu, Yinghua Jiang, Mengxuan Shi, Di Zhou, Thin Yadanar Sein, Mitchell D Kilgore, Prasad V G Katakam, Qiang Liu, Wei-Na Jin, Fu-Dong Shi, Xiaoying Wang, Aaron S Dumont
PMID40082981
发布时间2025-03-13
DOI10.1186/s12974-025-03402-w

实验完整度

包含体外实验、体内ICH模型、行为学、组织学和分子检测等多层级验证,并进行了AX-024特异性验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠胶原酶注射ICH模型 C57BL/6J小鼠自体血注射ICH模型 原代脾脏单核细胞和T细胞

重点核对

ICH模型:胶原酶注射或自体血注射,剂量为0.0375U胶原酶或30μL自体血 AX-024给药:10 mg/kg,腹腔注射,ICH后1小时开始,每日一次,持续3天 行为学评估:mNSS、粘性移除试验、足部失误试验、Morris水迷宫 TCR激活检测:p-ZAP70、p-CD3ζ、p-LAT 体外实验:CD3/CD28微珠激活T细胞,HMGB1刺激单核细胞

摘要

背景:我们前期的研究表明,活化T细胞在脑出血(ICH)后聚集于血肿周围区域并加重出血性脑损伤。本研究旨在探讨脑浸润T细胞活化的机制及其对ICH后神经功能结局的影响。方法:我们采用雄性C57BL/6J小鼠标准化胶原酶注射和自体血注射ICH模型。通过免疫染色、流式细胞术和细胞因子阵列,在ICH后1天和3天定量T细胞受体(TCR)激活、免疫细胞浸润和细胞因子产生。在ICH后3天测量脑水肿体积,并在ICH后14天内进行神经行为学评估。使用TCR特异性抑制剂AX-024,在ICH后1小时腹腔注射10 mg/kg,实现TCR激活的药理学抑制。结果:流式细胞术和免疫染色检测到脑浸润T细胞的TCR激活。特异性TCR激活抑制剂AX-024在ICH后1天和3天显著减少TCR激活和脑内促炎细胞因子的产生。此外,AX-024给药显著减少其他白细胞群的浸润,并显著减轻脑水肿,同时改善ICH后14天内的长期感觉运动和认知结局。讨论:我们的发现强调了TCR激活在ICH后脑浸润T细胞动员和激活中的关键作用。通过AX-024抑制TCR激活可能发展为改善ICH后神经功能结局的有前景的治疗策略。然而,需要进一步研究以深入探索涉及的复杂病理生理过程。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探究脑浸润T细胞在脑出血急性期是否通过TCR依赖机制被激活,以及这种激活是否导致神经炎症和脑损伤。
核心机制
ICH后脑浸润T细胞的TCR激活,触发T细胞活化并促进促炎细胞因子产生,进而加剧神经炎症、脑水肿和神经功能缺损。
主要证据
药理学抑制TCR激活(AX-024)显著减少T细胞浸润和活化,降低促炎细胞因子水平,减轻脑水肿和白质损伤,并改善小鼠感觉运动和认知功能。
研究意义
靶向TCR激活可能成为改善ICH后神经功能结局的潜在治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立ICH模型并验证TCR激活

确认ICH后脑浸润T细胞是否发生TCR激活

采用胶原酶注射和自体血注射诱导ICH,在ICH后24小时通过流式细胞术和免疫染色检测T细胞的p-ZAP70、p-CD3ζ和p-LAT表达。

2

抑制TCR激活并评估T细胞活化

验证AX-024能否抑制TCR激活和T细胞活化

在胶原酶诱导的ICH模型中,于ICH后1小时腹腔注射AX-024,并在ICH后1天和3天检测p-LAT表达、IL-17和CD69表达。

3

评估T细胞亚群浸润和炎症表型

明确TCR激活抑制对T细胞亚群浸润和促炎功能的影响

在ICH后3天,通过流式细胞术分析脑组织和外周血中CD4+、CD8+ T细胞数量,以及脑浸润CD4+ T细胞的细胞因子(IFN-γ、IL-1β、IL-10)和CD8+ T细胞的颗粒酶B、穿孔素表达。

4

评估神经炎症反应

探究TCR激活抑制对整体神经炎症反应的影响

在ICH后3天,通过流式细胞术和免疫染色检测小胶质细胞和白细胞浸润,评估小胶质细胞活化(caspase-1),并使用细胞因子阵列分析脑组织炎症因子表达。

5

体外验证AX-024的特异性

验证AX-024对TCR依赖和非依赖激活的选择性抑制

分离脾脏单核细胞和T细胞,分别用HMGB1和CD3/CD28微珠或PMA+离子霉素刺激,检测AX-024对细胞因子表达和T细胞活化的影响。

6

评估脑水肿、白质损伤和神经行为

评估TCR激活抑制对急性脑损伤和长期神经功能的影响

在ICH后3天测量脑含水量,ICH后15天评估白质损伤(MBP和SMI32染色),并在ICH后14天内进行一系列神经行为学测试(mNSS、粘性移除、足部失误、水迷宫)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
胶原酶IV-SSigma-AldrichC4-28
AX-024Axon Medchem2692
抗磷酸化LAT (Tyr161)抗体InvitrogenPA5-105929
抗CD3抗体Invitrogen14-0032-81
抗Caspase-1 (p20)抗体AdipogenAG-20B-0042
抗Iba1抗体Wako019-19741
抗MBP抗体Abcamab40390
抗SMI-32抗体Millipore SigmaNE1022
含DAPI的抗淬灭封片剂VectorH-1200-10
抗CD3抗体Invitrogen25-0032-82
抗CD4抗体Biolegend116021
抗CD11b抗体Biolegend101206
抗CD45抗体Biolegend103112
抗Ly6G抗体Biolegend127622
抗F4/80抗体Biolegend123110
抗NK1.1抗体Biolegend108714
抗磷酸化ZAP70/Syk (Tyr319, Tyr352)抗体Invitrogen12-9006-42
抗磷酸化CD247 (CD3ζ) (Tyr142)抗体Invitrogen53-2478-42
抗IL-17A抗体Invitrogen17-7177-81
抗CD69抗体Biolegend104507
抗IL-1β抗体Invitrogen12-7114-82
抗IFN-γ抗体Biolegend505810
抗IL-10抗体Biolegend505006
抗颗粒酶B抗体Biolegend372206
抗穿孔素抗体Biolegend154403
细胞内固定和透化缓冲液套装Biolegend426803
转录因子缓冲液套装Biolegend424401
True-phos透化缓冲液Biolegend425401
BD LSRFortessa细胞分析仪BD Bioscience--
FlowJo软件FlowJo, LLC--
红细胞裂解液Biolegend420302
抗CD11b磁珠Miltenyi Biotec130-097-142
Pan T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-095-130
T细胞激活试剂盒(MACSibeads)Miltenyi Biotec130-093-627
细胞刺激混合物(PMA和离子霉素)ThermoFisher Scientific00-4970-03
miRNeasy micro试剂盒Qiagen217084
QuantiTect逆转录试剂盒Qiagen205311
TaqMan Fast Advanced预混液Applied Biosystems4444963
QS3实时PCR系统Applied Biosystems--
小鼠细胞因子蛋白质谱阵列试剂盒R&D SystemsARY006
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher23227
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
尼康Eclipse Ti2共聚焦显微镜Nikon--
蔡司Axio Scan.Z1全玻片扫描仪Zeiss--
ImageJ软件----
ANY-maze软件Stoelting Co.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
ICH模型诱导
胶原酶注射或自体血注射剂量、注射坐标、注射深度、注射速率
阅读提示:Methods: ICH models in mice
药物处理
AX-024剂量、给药途径、给药时间点、给药频率、持续时间
阅读提示:Methods: Animals and drug administration
TCR激活检测
检测时间点、抗体、组织处理
阅读提示:Methods: Immunostaining, Flow cytometry
行为学评估
测试时间点、测试方法、训练程序、设备设置
阅读提示:Methods: Assessment of neurological deficit
体外实验
细胞类型、刺激条件、AX-024浓度、处理时间
阅读提示:Methods: Splenic monocyte isolation and culture, T cell isolation and in vitro activation assays, Fig. 5