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Nature子刊:上海交大时玉舫研究组揭示亚精胺对自身免疫性疾病的治疗作用和机制

摘要 : 2016年7月22日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Cell Death & Disease》在线发表了上海交通大学医学院健康科学研究所、中科院上海生命科学研究院时玉舫研究组题为“Spermidine Alleviates Experimental Autoimmune Encephalomyelitis through Inducing Inhibitory Macrophages.”的研究成果

 2016年7月22日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Cell Death & Disease》在线发表了上海交通大学医学院健康科学研究所、中科院上海生命科学研究院时玉舫研究组题为“Spermidine Alleviates Experimental Autoimmune Encephalomyelitis through Inducing Inhibitory Macrophages.”的研究成果,研究揭示了亚精胺对实验性自身脑脊髓炎的治疗作用和机制。时玉舫研究组博士研究生杨茜等人为论文共同第一作者,时玉舫研究研究员和曹巍副研究员为论文共同通讯作者

自身免疫病是机体免疫系统发生偏差,导致免疫系统开始错误地攻击自身细胞和组织,从而造成器官功能损伤。这类疾病非常难以治愈,至今仍是临床医学的难题。在多发性硬化症(MS)的发病过程中,免疫系统攻击自身运动神经髓鞘,导致中枢神经系统发生炎症以及脱髓鞘病变,多发于20-40岁的中青年人,目前该病在全球范围内约有数百万患者,在我国MS病例呈迅速上升的趋势。对MS的经典动物模型——实验性自身反应性脑脊髓炎(EAE)的研究中发现Th1、Th17细胞、巨噬细胞等对于EAE的发病均起着重要的作用。对此,机体高度进化的负反馈免疫调节机制参与了调整炎症反应和固有免疫,从而影响疾病的进程。其中,机体的多种代谢产物也具有重要的免疫调节作用。亚精胺是一种体内氨基酸的中间代谢产物,为细胞生长所必须的多胺类物质,并且具有一定的免疫调节作用。然而,亚精胺的免疫调节机制尚未完全阐明。

研究人员发现亚精胺可以显著抑制EAE的发生和阻止EAE的进展。经亚精胺治疗后的EAE小鼠,其中枢神经系统的炎症细胞浸润减少,脱髓鞘程度减轻,发病率降低。进一步研究表明,亚精胺改善EAE的症状并非直接作用于致病性T细胞,而主要是通过调控巨噬细胞的功能,进而抑制免疫反应。亚精胺一方面通过抑制巨噬细胞中NF-κB信号通路,影响抗原递呈能力,降低炎症反应;另一方面,它通过上调精氨酸酶1的表达,促使巨噬细胞向抗炎性M2型转化,并且通过精氨酸的消耗负反馈调节作用机制,发挥对EAE的治疗作用。这些发现加深了对亚精胺参与和塑造机体免疫微环境的认识,尤其是调控炎症状态下巨噬细胞的活化状态,为其在临床中应用提供了新的理论依据和参考。

亚精胺通过调控巨噬细胞治疗EAE的机制示意图

亚精胺对实验性自身脑脊髓炎的治疗机制(1)亚精胺在EAE的治疗过程中的靶向细胞是巨噬细胞,通过调控巨噬细胞的极化过程改变T细胞的反应性。(2)亚精胺对巨噬细胞的作用,一方面通过影响巨噬细胞中NF-κB的活性,下调其炎症因子的分泌,另一方面上调巨噬细胞精氨酸酶1的表达量,通过对精氨酸的消耗负反馈调节机体的免疫反应。

原文链接:

Spermidine alleviates experimental autoimmune encephalomyelitis through inducing inhibitory macrophages

原文摘要:

Multiple sclerosis (MS) is a chronic and debilitating autoimmune disease, characterized by chronic inflammatory demyelination in the nervous tissue and subsequent neurological dysfunction. Spermidine, a natural polyamine, has been shown to affect inflammation in some experimental models. We show here that spermidine could alleviate experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a model for MS, through regulating the infiltration of CD4+ T cells and macrophages in central nervous system. Unexpectedly, we found that spermidine treatment of MOG-specific T cells did not affect their pathogenic potency upon adaptive transfer; however, spermidine diminished the ability of macrophages in activating MOG-specific T cells ex vivo. Depletion of macrophages in diseased mice completely abolished the therapeutic effect of spermidine, indicating a critical role of spermidine-activated macrophages. Mechanistically, spermidine was found to specifically suppress the expression of interleukin-1beta (IL-1β), IL-12 and CD80 while enhance the expression of arginase 1 in macrophages. Interestingly, macrophages from spermidine-treated mice could also reverse EAE progression, while pretreatment of those macrophages with the arginase 1 inhibitor abrogated the therapeutic effect. Therefore, our studies revealed a critical role of macrophages in spermidine-mediated treatment on EAE and provided novel information for better management of MS.

来源: Cell Death & Disease 浏览次数:0

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