Visualiseren van de waardevermindering van het endotheel en gliale belemmeringen van de neurovasculaire eenheid tijdens de experimentele Autoimmune encefalomyelitis In Vivo

Het centrale zenuwstelsel (CNS) coördineert alle lichaam en mentale functies in gewervelde dieren, en CNS homeostase is essentieel voor een goede communicatie van neuronen. CNS homeostase is gerechtvaardigd door de neurovasculaire eenheid (NVU), die de CNS tegen de veranderende omgeving van de bloedstroom beschermt. De NVU is samengesteld uit CNS microvasculaire endotheliale cellen die biochemically uniek zijn en stellen de bloed – hersenbarrière (BBB) in continu Overspraak met pericytes, astrocyten, neuronen en componenten van de extracellulaire matrix (ECM), tot oprichting van twee aparte kelder membranen¹. Het endotheel kelder membraan dat ensheathes het abluminal aspect van de endotheliale cellen van BBB herbergt een groot aantal pericytes en bestaat uit laminin α4 en laminin α5, naast andere ECM eiwitten². In tegenstelling, het parenchymal membraan van de kelder bestaat laminin alpha1 of alpha2 laminin en wordt omarmd door astrocytic einde-voeten. Het parenchymal membraan van de kelder samen met de Astrocyt einde-voeten componeert de glia-limitans dat het CNS neuronale netwerk van de cerebrospinale vloeistof gevuld gerelateerde of de subarachnoïdale ruimtes³beveiligingsmethode. Vanwege de unieke architectuur van de NVU verschilt immuun cel smokkel naar de CNS van dat in de perifere weefsels als het vereist een proces van twee stappen met de immune cellen, eerst overtredingen van het endotheel BBB en vervolgens de glia limitans ter de CNS parenchym bereiken.

Multiple sclerose (MS) is een gemeenschappelijk neuroinflammatoire ziekte van het centraal zenuwstelsel, waarin een groot aantal immuuncellen circulerende Voer de CNS en veroorzaken neuroinflammation, demyelinisatie en focale verlies van BBB integriteit⁴. Verlies van BBB integriteit is een vroeg kenmerk van MS, zoals aangegeven door de aanwezigheid van gadolinium-contrast verbetering van de laesies in het VNV als gevisualiseerde door magnetische resonantie beeldvorming (MRI)⁵. Extravasation van de leukocyten in het centraal zenuwstelsel plaatsvindt op het niveau van de postcapillary venules; de precieze mechanismen die betrokken zijn bij immuun cel diapedesis in het membraan van de kelder BBB en vervolgens de gliale barrière moeten echter nog worden onderzocht. Experimentele autoimmune encefalomyelitis (EAE) fungeert als een dierlijk model voor MS en heeft aanzienlijk bijgedragen aan onze huidige kennis over MS pathogenese. Bijvoorbeeld heeft met behulp van de EAE-model men ontdekt dat leukocyte extravasation treedt op in een meerstaps proces, met inbegrip van een eerste opname en rollen stap gemedieerd door selectinen en mucin-achtige moleculen zoals selectine P glycoproteïne ligand (PSGL) -1, gevolgd door integrine-afhankelijke stevige arrestatie en kruipen van T cellen op BBB endotheliale cellen te tolerant zijden voor diapedesis⁶.

Zodra T cellen hebben gekruist het endotheel BBB en het endotheel kelder membraan, moeten zij hun cognaat antigeen op macrofagen en dendritische cellen strategisch gelokaliseerd in de ruimten van leptomeningeale of gerelateerde tegenkomen. Deze interactie induceert focal productie van pro-inflammatoire mediatoren die trigger de volgende mechanismen nodig voor CNS weefsel invasie van immune cellen via de glia limitans^7,8,9. Focal activering van matrix-metalloproteinasen (MMP) -2 en MMP-9 verandert chemokine activering en induceert afbraak van extracellulaire matrix receptoren op Astrocyt einde-voeten, die een voorwaarde is voor immuun cel migratie over de glia-limitans in de CNS parenchym en voor het opwekken van het begin van de klinische symptomen van EAE^10,11.

Het combineren van detectie van CNS infiltreren immuun cel met BBB verstrekt lekkage en gelatinase activiteit in CNS weefselsecties waardevolle informatie over de functionele integriteit van het endotheel en gliale blok in het kader van neuroinflammation. Bijvoorbeeld, we onlangs onderzocht de constitutieve verlies van het endotheel tight junction molecuul regulates adhesie molecuul (JAM)-B mensenhandel immuun cel in het centraal zenuwstelsel in het kader van EAE. In vergelijking met gezonde wild-type C57BL/6 muizen, gezonde JAM-B-deficiënte nestgenoten toonde geen bijzondere waardevermindering van BBB integriteit zoals blijkt uit de beoordeling van de in vivo permeabiliteit met behulp van zowel endogene als exogene traceurs¹². In het kader van EAE toonde JAM-B-deficiënte C57BL/6 muizen verbeterd ziekte symptomen, die werd geassocieerd met inflammatoire cel overlapping in de leptomeningeale en gerelateerde spaties¹². Dit fenomeen bestuderen we toegepast in situ zymography, waardoor identificatie van gelatinase activiteit om te testen of het gebrek aan gelatinase activiteit in JAM-B-deficiënte muizen mogelijk verantwoordelijk voor het verlaagde aantal immuuncellen kundig voor inbreuk op de glia limitans¹².

Gegeven van de beschikbaarheid van gemodificeerde verschillende genetisch muis modellen ontbreekt, bijvoorbeeld verschillende BBB tight junction moleculen die wijzigingen in functie van de BBB veroorzaken kunnen, methoden voor het onderzoeken van BBB integriteit zijn belangrijk. Daarnaast kon nieuw ontwikkelde geneesmiddelen beïnvloeden op NVU belemmeringen. Hier laten we zien hoe ertoe EAE in C57BL/6 muizen door actieve immunisatie met de myeline Oligodendrocyt glycoproteïne (MOG)-peptide aa35-55 in volledige Freund de hulpstoffen. We dan uitleggen hoe te lokaliseren immuun cel infiltratie in de barrières van het endotheel en gliale van de NVU en hoe om te bestuderen in vivo endotheel en gliale barrière integriteit door ter plaatse detectie van exogene verklikstoffen en gelatinase, respectievelijk.