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《细胞》:大脑卒中,心脏免疫“发疯”!科学家首次发现,
脑损伤
激发的先天免疫记忆会增强心脏免疫反应,驱动
炎症
性心脏功能障碍
2024-07-26
·
奇点网
*仅供医学专业人士阅读参考 大脑损伤,可以说是牵一发而动全身。
急性脑损伤
会引起无菌的全身
炎症
反应,并引发血液细胞因子水平增加、免疫细胞组成和功能变化等一系列反应。
缺血性卒中
是急性脑损伤的重要原因之一。除了
缺血性脑损伤
本身导致的早期死亡之外,
卒中
还与各种继发性合并症和并发症有关,比如
认知障碍
和
痴呆
、
卒中
后
抑郁
、心脏事件、
持续性血管炎症
以及
卒中
引起的代谢紊乱。 然而,
卒中
后长期继发性合并症风险增加的确切原因仍不清楚。慕尼黑大学附属医院的学者们假设,这些合并症可能是由免疫细胞功能发生变化导致的,并对此进行了验证。 他们发现,在脑损伤后长达3个月的时间内,多个器官持续存在促炎变化,心脏免疫反应尤其强烈,并且因此导致了
心脏纤维化
和
功能障碍
。
IL-1β
是脑损伤后产生先天免疫记忆的关键驱动因素,抑制
IL-1β
可以有效预防
卒中
后的
心脏功能障碍
。 研究发表在《细胞》杂志上。 在
细菌感染
或者疫苗接种之后,先天免疫细胞的功能会发生长期变化,再次遇到相同
感染
时,免疫细胞对病原体的反应也发生改变,称为先天免疫记忆。这种机制有助于清除
感染
,是免疫过程中的有益进化机制,但是也有可能导致衰老过程中因异常
炎症
导致的潜在病理和自身免疫问题。研究人员假设,
卒中
等无菌组织损伤也会导致类似的长期先天免疫记忆。
卒中
诱导全身单核/巨噬细胞的长期
炎症
变化 研究人员使用小鼠实验性
卒中
模型,虽然
卒中
发生1-2周内小鼠的神经系统症状已经恢复,但是髓系细胞的测序分析显示,仍然有大量基因存在表达差异,尤其是单核细胞/巨噬细胞群,转录组特征与促炎表型相关,包括趋化和细胞粘附相关基因表达增加等。 而各个器官中,心脏和肝脏中单核细胞/巨噬细胞群的变化尤为明显。主成分分析显示,
卒中
后1个月,心脏中的Ly6Chigh单核细胞群显著扩增,并且可能进一步分化为组织驻留巨噬细胞。
卒中
导致心脏功能障碍 心脏中单核细胞/巨噬细胞群的变化也对心脏功能产生了影响。
卒中
后1-3个月,小鼠舒张末期左心室容积持续减少,表现出
心脏纤维化
和慢性舒张障碍。人类
卒中
患者中,也观察到
慢性心脏功能障碍
和
心脏纤维化
,
卒中
后1-3个月死亡患者心肌样本显示细胞外基质重塑和CCR2+单核细胞计数增加。
卒中
诱发了持久的先天免疫记忆,经历过表观遗传重编程的单核细胞和骨髓细胞衍生的巨噬细胞,表现出更强的吞噬活性和对细胞因子刺激的增强反应,给普通小鼠移植
卒中
小鼠的骨髓细胞就足以驱动小鼠出现继发
性心脏纤维化
。
IL-1β
驱动
卒中
后心脏功能障碍 分析显示,
卒中
发生后,小鼠血清
IL-1β
浓度在几个小时内达到峰值。为健康小鼠注射
IL-1β
可以观察到心脏Ly6Chigh单核细胞富集;而使用特异性抗体中和
IL-1β
,可以观察到
卒中
小鼠的单核细胞水平降低,从而预防心脏继发性合并症。 除了中和
IL-1β
之外,使用
趋化因子受体
拮抗剂阻断促炎单核细胞向心脏迁移也可以预防心脏继发性合并症,还能有效避免
IL-1β
中和带来的
感染
风险。 总而言之,研究证明了
卒中
后免疫介导的心脏继发性合并症的相关机制。
卒中
后的全身
炎症
是影响
卒中
患者短期和长期预后的关键因素,而
卒中
后出现的多种既有和后天健康状况都存在共同的
炎症
机制。研究为
卒中
后合并症的二级预防提供了治疗思路。 参考文献: Simats A, Zhang S, Messerer D, et al. Innate immune memory after brain injury drives inflammatory cardiac dysfunction[J]. Cell, 2023. 本文作者丨王雪宁
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