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2025年7月3日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院洪遠教授在Advanced Science發(fā)表：Choroid Plexus Fibroblast–ILC2 Niche Promotes Adult Hippocampal Neurogenesis after Traumatic Brain Injury，揭示了脈絡(luò)叢成纖維細胞-ILC2微環(huán)境促進創(chuàng)傷性腦損傷后成體海馬神經(jīng)發(fā)生。

越來越多的證據(jù)表明，源自腦邊界組織的免疫信號會對腦實質(zhì)中的神經(jīng)細胞產(chǎn)生影響。然而，創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）后脈絡(luò)叢的結(jié)構(gòu)成分變化及其免疫細胞浸潤特征仍尚未被充分闡明。本研究中，通過單細胞RNA測序和組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，在TBI之后，脈絡(luò)叢基質(zhì)中出現(xiàn)了2型固有淋巴細胞（ILC2）的顯著聚集。ILC2治療還改善了TBI小鼠的感覺運動功能障礙和記憶損傷。從機制上來看，ILC2是由脈絡(luò)叢成纖維細胞分泌的IL33所誘導(dǎo)，并通過VCAM-1/Integrin α4β7通路錨定在基質(zhì)成纖維細胞上。此外，通過對海馬區(qū)的單核RNA測序分析發(fā)現(xiàn)，ILC2來源的AREG可通過與早期神經(jīng)發(fā)生細胞上的EGFR相互作用，促進神經(jīng)發(fā)生的啟動。這些研究結(jié)果揭示了駐留在脈絡(luò)叢的ILC2在TBI后通過優(yōu)化免疫微環(huán)境并促進神經(jīng)發(fā)生的作用，提示其可能成為一種潛在的治療策略。

圖一 ILC2在脈絡(luò)叢中的積累與TBI后成纖維細胞的增殖相關(guān)

脈絡(luò)叢由多種不同類型的細胞組成會在腦損傷后迅速作出反應(yīng)。然而，對于損傷后脈絡(luò)叢在亞急性階段的變化，目前了解仍較少。解析脈絡(luò)叢中結(jié)構(gòu)細胞以及駐留或浸潤免疫細胞在時間上的動態(tài)變化，有助于揭示這些細胞的具體功能。因此，作者對受損傷大腦半球側(cè)腦室脈絡(luò)叢樣本在控制性皮質(zhì)撞擊傷后的第3天和第21天進行了單細胞RNA測序，并設(shè)置假手術(shù)組作為對照。選擇第3天和第21天分別代表亞急性期和慢性恢復(fù)期。脈絡(luò)叢細胞分為四大類：上皮細胞、內(nèi)皮細胞、間質(zhì)細胞和免疫細胞，其中間質(zhì)細胞包括成纖維細胞、周細胞和平滑肌細胞。免疫熒光染色驗證了這些結(jié)構(gòu)細胞在側(cè)腦室脈絡(luò)叢中的空間定位。利用這些分類和已知標(biāo)記物，發(fā)現(xiàn)上皮細胞是脈絡(luò)叢中最主要的細胞類型，在亞急性期和慢性期之間沒有顯著變化。但在第3天時間點，免疫細胞群體顯著增加。到第21天，當(dāng)炎癥反應(yīng)減弱時，只有成纖維細胞數(shù)量增加了兩倍，而其他細胞類型的占比則與假手術(shù)組相似。作者進行了更高分辨率的分析識別出12個免疫亞群。ILC2在假手術(shù)組和TBI組的脈絡(luò)叢中都存在，盡管數(shù)量相對稀少。但它們的數(shù)量在亞急性期和慢性期均顯著增加。在第21天時，ILC2是唯一一個相比于假手術(shù)組明顯上調(diào)的免疫亞群。單細胞測序數(shù)據(jù)顯示，ILC2與成纖維細胞在脈絡(luò)叢中的擴增模式相似。流式細胞術(shù)分析也進一步證實了ILC2與成纖維細胞數(shù)量變化高度相關(guān)。與假手術(shù)組相比，創(chuàng)傷后第3天ILC2數(shù)量顯著增加，并在第21天進一步升高。

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圖二 激活的ILC2經(jīng)腦室移植后可特異性駐留于脈絡(luò)叢，并在TBI急性期減少免疫細胞浸潤改善神經(jīng)損傷

接下來，作者進一步研究了ILC2在TBI后對腦組織損傷和神經(jīng)功能的改善作用。除了使用AAV-IL33誘導(dǎo)脈絡(luò)叢內(nèi)ILC2擴增外，還通過腦室內(nèi)移植體外擴增和激活的ILC2以排除IL33本身的直接影響。通過連續(xù)7天腹腔注射400 ng IL33，可在GFP標(biāo)記和野生型小鼠中大量擴增ILC2。從小鼠脾臟、腸系膜淋巴結(jié)和骨髓中分選高純度的ILC2，并在IL2、IL7和IL33聯(lián)合刺激后，將2×10?個ILC2通過腦室內(nèi)注射移植到每只小鼠體內(nèi)。利用GFP標(biāo)記追蹤ILC2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的分布，發(fā)現(xiàn)熒光信號主要集中在側(cè)腦室脈絡(luò)叢，而在腦實質(zhì)中未見明顯分布，這表明ILC2傾向于駐留于脈絡(luò)叢，其后續(xù)作用可能主要通過改變脈絡(luò)叢的信號實現(xiàn)，而非直接作用于損傷區(qū)域。為了評估ILC2對TBI后炎癥反應(yīng)的影響，在傷后第3天通過流式細胞術(shù)分析了傷側(cè)大腦半球的多種免疫細胞類型。結(jié)果顯示，無論是AAV-IL33誘導(dǎo)還是ILC2過繼轉(zhuǎn)移均未顯著改變淋巴細胞的整體比例。然而，與AAV-IL33誘導(dǎo)相比，ILC2移植表現(xiàn)出更強的免疫抑制效果，顯著減少了髓系細胞、促炎單核/巨噬細胞、抗原呈遞細胞和中性粒細胞的數(shù)量，同時增加了抗炎型單核/巨噬細胞的比例。在脈絡(luò)叢中，接受ILC2移植的小鼠表現(xiàn)出顯著減少的中性粒細胞和CD8+ T細胞浸潤。IL33過表達在減少中性粒細胞浸潤方面比ILC2治療更為顯著，且CD4+和CD8+ T細胞比例也有下降趨勢。在IL33敲除小鼠的TBI模型中，重復(fù)了流式分析發(fā)現(xiàn)，與IL33過表達相反，IL33缺失導(dǎo)致促炎單核/巨噬細胞、中性粒細胞和CD8+ T細胞浸潤增加，而抗炎型單核/巨噬細胞數(shù)量減少，提示IL33在調(diào)控炎癥反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。這些數(shù)據(jù)表明ILC2在抵抗過度炎癥反應(yīng)中具有重要作用。通過對TBI后6天的海馬單核RNA測序數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在ILC2移植組的兩個小膠質(zhì)細胞簇中，與腦修復(fù)相關(guān)的基因如Pdgfb、Vegfa、Tgfb1等表達上調(diào)，而促炎基因如Nos2、Il1b等則下調(diào)。此外，ILC2移植還顯著降低了海馬齒狀回和前運動皮層的小膠質(zhì)細胞活化水平，提示盡管小膠質(zhì)細胞數(shù)量未變，但其極化狀態(tài)已向抗炎和修復(fù)型轉(zhuǎn)變。在神經(jīng)功能評估方面，在TBI后的亞急性期（7天內(nèi)）進行了多項行為學(xué)測試。結(jié)果顯示，ILC2移植顯著改善了小鼠的感覺功能（如圓筒實驗和粘貼移除實驗），并在一定程度上提升了運動協(xié)調(diào)能力（如轉(zhuǎn)棒實驗和足誤實驗），但對身體蜷曲評分無明顯影響。

圖三 腦室內(nèi)移植ILC2可顯著促進海馬神經(jīng)發(fā)生，改善TBI后的海馬修復(fù)及長期記憶損傷，而來自AREG?/?小鼠的ILC2則缺乏這種修復(fù)作用

接下來，作者探討了過繼轉(zhuǎn)移的脈絡(luò)叢ILC2對TBI后腦功能的長期影響。單細胞測序分析顯示，與其它經(jīng)典效應(yīng)因子（如IL5和IL13）相比，ILC2中AREG的表達在數(shù)量和比例上均顯著更高。鑒于AREG在多種組織損傷修復(fù)中的作用，將其作為脈絡(luò)叢ILC2的關(guān)鍵效應(yīng)分子進行深入研究。從AREG敲除小鼠中擴增和分離出不表達AREG的ILC2（ILC2AREG-KO）并與野生型ILC2（ILC2WT）分別移植到腦室內(nèi)，在傷后30天評估神經(jīng)功能及進行組織學(xué)分析。行為學(xué)測試結(jié)果顯示，與感覺運動功能改善相比，接受ILC2移植的小鼠在長期空間學(xué)習(xí)和記憶方面表現(xiàn)出顯著恢復(fù)，表現(xiàn)為在Morris水迷宮實驗中找到隱藏平臺所需時間減少，穿越原平臺位置的次數(shù)增加；Y迷宮實驗也顯示，接受ILC2WT治療的小鼠在新臂停留時間和進入次數(shù)均更多。相反，ILC2AREG-KO組在上述兩項測試中均未表現(xiàn)出明顯改善。此外，使用抗CD90.2抗體清除ILC2的小鼠在兩項記憶測試中表現(xiàn)出比對照組更嚴(yán)重的空間記憶障礙。ILC2對海馬完整性的保護可能既來自免疫微環(huán)境的優(yōu)化，也來自神經(jīng)發(fā)生的加速。使用DCX標(biāo)記神經(jīng)前體細胞，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷側(cè)半球神經(jīng)前體細胞的數(shù)量和排列均有顯著改善。在對側(cè)海馬中，ILC2WT顯著增加了DCX陽性細胞數(shù)量、突觸長度和分支數(shù)目，提示ILC2促進的神經(jīng)發(fā)生并非單純由損傷引發(fā)，而是進一步被ILC2增強。此外，ILC2WT治療還增加了顆粒下層面積，但未改變顆粒細胞層體積。同時，源自室下區(qū)的神經(jīng)前體細胞在ILC2WT治療后顯著擴增并向損傷部位遷移，進一步表明ILC2在兩個主要神經(jīng)發(fā)生區(qū)均具有促神經(jīng)發(fā)生作用。ILC2缺乏AREG會降低齒狀回和室下區(qū)神經(jīng)前體細胞的增殖能力。在海馬齒狀回區(qū)域，BrdU幾乎完全標(biāo)記在神經(jīng)前體細胞上，而Ki67與DCX共定位較少，提示在ILC2作用下有新的神經(jīng)前體細胞產(chǎn)生，但這些新生細胞可能并非源于前體細胞本身的增殖，而是更上游神經(jīng)發(fā)生譜系細胞的擴增。

綜上所述，TBI后ILC2在脈絡(luò)叢成纖維細胞微環(huán)境中顯著擴增，能夠抑制過度的免疫浸潤并促進神經(jīng)發(fā)生，最終維持海馬完整性并緩解記憶功能缺損。AREG被認為是ILC2與放射狀膠質(zhì)樣細胞（RGL細胞）之間的重要中介因子，可啟動神經(jīng)發(fā)生譜系的分化。這些結(jié)果為脈絡(luò)叢在腦損傷后發(fā)揮神經(jīng)保護和組織修復(fù)作用的調(diào)控機制提供了新的見解。

文章來源

DOI: 10.1002/advs.202415984