颅骨骨髓来源单核细胞驱动慢性创伤性脑损伤的神经炎症
Cranial bone marrow-derived monocytes promote neuroinflammation in chronic traumatic brain injury.
慢性创伤性脑损伤(cTBI)患者颅骨骨髓持续产生炎症性单核/巨噬细胞,这些细胞迁移入脑加重慢性神经炎症和神经功能缺陷,且老龄加剧此过程。机制上,年龄相关 PPARα 缺乏引发脂代谢紊乱并通过 H3K4me3 介导炎症染色质状态;在一项纳入 40 例老年 cTBI 患者的概念验证随机临床试验中,非诺贝特(fenofibrate)治疗降低了血浆神经丝轻链水平并改善了认知功能。
创伤性脑损伤(TBI)后的炎症反应长期被视为驱动继发病理与认知结局的重要因素 [1],其慢性后果在人群中也有明确记录,例如橄榄球运动员中高发的慢性创伤性脑病 [2]。动物研究显示,TBI 后的皮层炎症与神经元功能障碍可持续至伤后一个月,且在亚急性和慢性阶段主要依赖小胶质细胞 [3];对脊髓损伤的定量分析同样表明,损伤后的细胞炎症呈多时相演变并延续至慢性期 [4]。然而,慢性期浸润脑实质的炎症细胞究竟从何而来,一直缺乏明确答案。另一方面,老年 TBI 患者预后更差已有共识,此前工作将其归因于 β2 肾上腺素能受体介导的异常髓系生成,表现为中性粒细胞与经典单核细胞输出增多 [7];颅骨骨髓则因其独特的分子特征和与脑膜的解剖连通,被认识到是参与脑免疫监视的邻近器官 [6]。
这项研究把两条线索接了起来:颅骨骨髓来源的免疫细胞是否驱动 cTBI 的慢性神经炎症。作者整合临床标本、细胞示踪、多组学、转基因动物、过继细胞转移和一项概念验证随机试验,发现 cTBI 在颅骨骨髓中诱发持久的异常髓系生成,炎性单核/巨噬细胞(Mo/Macs)显著扩增并随增龄加重;这些细胞主动迁入脑实质,加剧慢性神经炎症并导致神经功能缺损。机制上,增龄相关的 PPARα 缺陷造成 Mo/Macs 脂质代谢紊乱,增强 H3K4me3 介导的炎性染色质状态。非诺贝特激活 PPARα 可纠正脂质代谢并减少炎性 Mo/Macs 向脑内浸润;在纳入 40 例老年 cTBI 患者的随机试验中,非诺贝特降低了血浆神经丝轻链水平并改善认知功能。
就领域推进而言,本研究显示颅骨骨髓不只是对急性脑损伤快速应答的监视器官 [6],还可作为慢性阶段持续的炎症细胞来源;相较于以小胶质细胞为中心的慢性炎症解释 [3],它提供了一条颅外起源、可示踪、可干预的细胞路径,并在年龄维度上回应了老年患者恢复更差的问题,而机制指向 PPARα–脂质代谢–H3K4me3 表观遗传轴,而非此前描述的肾上腺素能通路 [7]。这与卒中后单核/巨噬细胞出现持续促炎变化并伴表观遗传重塑的天然免疫记忆现象 [5] 相呼应,并进一步推进到了老年患者的概念验证临床试验。
当然,该试验仅纳入 40 例老年患者,属概念验证性质,非诺贝特在 cTBI 中的长期疗效与安全性、对年轻患者的适用性仍待更大规模研究检验;增龄为何导致 Mo/Macs 中 PPARα 缺陷,也有待进一步阐明。
- 1.Inflammation and neuroprotection in traumatic brain injury · JAMA Neurol 2015
- 2.Clinicopathological Evaluation of Chronic Traumatic Encephalopathy in Players of American Football · JAMA 2017
- 3.Traumatic Brain Injury Causes Chronic Cortical Inflammation and Neuronal Dysfunction Mediated by Microglia · J Neurosci 2021
- 4.Quantitative analysis of cellular inflammation after traumatic spinal cord injury: evidence for a multiphasic inflammatory response in the acute to chronic environment · Brain 2010
- 5.Innate immune memory after brain injury drives inflammatory cardiac dysfunction · Cell 2024
- 6.Distinct molecular profiles of skull bone marrow in health and neurological disorders · Cell 2023
- 7.Beta2 adrenergic receptor-mediated abnormal myelopoiesis drives neuroinflammation in aged patients with traumatic brain injury · Sci Adv 2024
原文把颅骨骨髓来源的单核细胞与慢性创伤性脑损伤的神经炎症机制直接连起来,并附 40 例老年患者非诺贝特概念验证试验的临床信号,可作为 PPARα 通路转化方向的参考。
来源:顶刊论文(社媒热度) · doi.org