Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hạ nhiệt làm giảm tổn thương tế bào thần kinh thông qua ức chế sự hoạt hóa của vi mô thần kinh, bao gồm việc ức chế sản xuất cytokine của vi mô thần kinh và thực bào
Tóm tắt
Mặc dù hạ nhiệt liệu pháp (TH) mang lại tác dụng bảo vệ thần kinh, nhưng cơ chế tế bào chịu trách nhiệm cho hiệu ứng bảo vệ thần kinh của TH vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra ảnh hưởng của TH đối với sự hoạt hóa của vi mô thần kinh để xác định liệu hạ nhiệt có làm giảm tổn thương tế bào thần kinh thông qua sự hoạt hóa của vi mô thần kinh hay không. Sau khi kích thích bằng lipopolysaccharide (LPS), các tế bào vi mô BV-2 đã được nuôi cấy trong điều kiện bình thường (37 °C) hoặc hạ nhiệt (33,5 °C). Dưới điều kiện hạ nhiệt, sự biểu hiện của các cytokine tiền viêm và nitric oxide synthase cảm ứng (iNOS) đã bị ức chế. Thêm vào đó, quá trình thực bào hạt latex bị ức chế đáng kể ở các tế bào BV-2 dưới điều kiện hạ nhiệt. Hơn nữa, tín hiệu của yếu tố nhân-κB cũng bị ức chế dưới điều kiện hạ nhiệt. Cuối cùng, tổn thương tế bào thần kinh đã được làm giảm sau khi kích thích LPS ở các tế bào thần kinh cùng nuôi cấy với các tế bào BV-2 dưới điều kiện hạ nhiệt. Kết luận, hạ nhiệt làm giảm tổn thương tế bào thần kinh thông qua việc ức chế sự hoạt hóa của vi mô thần kinh, bao gồm việc ức chế iNOS và sản xuất cytokine tiền viêm của vi mô thần kinh cũng như hoạt động thực bào. Nghiên cứu cơ chế điều chỉnh sự hoạt hóa của vi mô thần kinh dưới điều kiện hạ nhiệt có thể góp phần vào việc phát triển các liệu pháp bảo vệ thần kinh mới.
Từ khóa
#hạ nhiệt liệu pháp #tổn thương tế bào thần kinh #hoạt hóa vi mô thần kinh #cytokine tiền viêm #thực bào #nitric oxide synthase cảm ứngTài liệu tham khảo
Bhalala US, Koehler RC, Kannnan S (2014) Neuroinflammation and neuroimmune dysregulation after acute hypoxic-ischemic injury of developing brain. Front Pediatr 2:144. https://doi.org/10.3389/fped.2014.00144
Ciesielski-Treska J, Grant NJ, Ulrich G, Corrotte M, Bailly Y, Haeberle AM, Chasserot-Golaz S, Bader MF (2004) Fibrillar prion peptide (106–126) and Scrapie prion protein hamper phagocytosis in microglia. Glia 46:101–115. https://doi.org/10.1002/glia.10363
Chung H, Brazil MI, Soe TT, Maxfield FR (1999) Uptake, degradation, and release of fibrillar and soluble forms of Alzheimer's amyloid beta-peptide by microglial cells. J Biol Chem 274:32301–32308. https://doi.org/10.1074/jbc.274.45.32301
Cunha C, Gomes C, Vaz AR, Brites D (2016) Exploring new inflammatory biomarkers and pathways during LPS-induced M1 polarization. Mediators Inflamm 2016:6986715. https://doi.org/10.1155/2016/6986175
Derecki NC, Cronk JC, Lu Z, Xu E, Abbot SB, Guyenet PG, Kipnis J (2012) Wild-type microglia arrest pathology in a mouse model of Rett syndrome. Nature 484:105–109. https://doi.org/10.1038/nature10907
Dixon BJ, Reis C, Ho WM, Tang J, Zhang JH (2015) Neuroprotective strategies after neonatal hypoxic ischemia. Int J Mol Sci 16:22368–22401. https://doi.org/10.3390/ijms160922368
Fu R, Shen Q, Xu P, Luo JJ, Tang Y (2014) Phagocytosis of microglia in the central nervous system disease. Mol Neurobiol 49:1422–1434. https://doi.org/10.1007/s12035-013-8620-6
Gibbons H, Sato TA, Dragunow M (2003) Hypothermia suppresses inducible nitric oxide synthase and stimulates cyclooxygenase-2 in lipopolysaccharide stimulated BV-2 cells. Mol Brain Res 110:63–75. https://doi.org/10.1016/s0169-328x(02)00585-5
Hayden MS, Ghosh S (2008) Shared principles in NF-κB signaling. Cell 132:344–362. https://doi.org/10.1016/j.cell.2008.01.020
Kakita H, Aoyama M, Nagaya Y, Asai H, Hussein MH, Suzuki M, Kato S, Saitoh S, Asai K (2013) Diclofenac enhances proinflammatory cytokine-induced phagocytosis of cultured microglia via nitric oxide production. Toxicol Appl Pharmacol 268:99–105. https://doi.org/10.1016/j.taap.2013.01.024
Kanda Y (2013) Investigation of the freely available easy-to-use software “EZR” for medical statistics. Bone Marrow Transplant 48:452–458. https://doi.org/10.1038/bmt.2012.244
Kozuka N, Itofusa R, Kudo Y, Morita M (2005) Lipopolysaccharide and proinflammatory cytokines require different states to induce nitric oxide production. J Neuro Res 82:717–728. https://doi.org/10.1002/jnr.20671
Kozuka N, Kudo Y, Morita M (2007) Multiple inhibitory pathways for lipopolysaccharide and pro-inflammatory cytokine-induced nitric oxide production in cultured astrocytes. Neuroscience 144:911–919. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2006.10.040
Lenz K, Nelason LH (2018) Microglia and beyond innate immune cells as regulators of brain development and behavioral function. Front Immunol 9:698. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00698
Liu L, Liu X, Wang R, Yan F, Luo Y, Cahndra A, Ding Y, Ji X (2018) Mild focal hypothermia regulates the dynamic polarozation of microglial after ischemic stroke in mice. Neurol Res 40:508–515. https://doi.org/10.1080/01616412.2018.1454090
Loane DJ, Byrnes KR (2010) Role of microglia in neurotrauma. Neurotherapeutics 7:366–377. https://doi.org/10.1016/j.nurt.2010.07.002
Long-Smith CM, Sullivan AM, Nolan YM (2009) The influence of microglia on the pathogenesis of Parkinson's disease. Prog Neurobiol 89:277–287. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2009.08.001
Magire O, O'Loughlin K, Minderman H (2015) Simultaneous assessment of NF-κB/p65 phosphorylation and nuclear localization using imaging flow cytometry. J Immunol Methods 423:3–11. https://doi.org/10.1016/j.jim.2015.03.018
Maksoud MJE, Tellios V, An D, Xiang YY, Lu WY (2019a) Nitric oxide upregulates microglia phagocytosis and increases transient receptor potential vanilloid type 2 channel expression on the plasma membrane. Glia 67:2294–2311. https://doi.org/10.1002/glia.23685
Maksoud MJE, Tellios V, Xiang YY, Lu WY (2019b) Nitric oxide signaling inhibits microglia proliferation by activation of protein kinase-G. Nitric Oxide 94:125–134. https://doi.org/10.1016/j.niox.2019.11.005
Nagaya Y, Aoyama M, Tamura T, Kakita H, Kato S, Hida H, Saitoh S, Asai K (2014) Inflammatory cytokine tumor necrosis factor αsuppresses neuroprotective endogenous erythropoietin from astrocytes mediated by hypoxia-inducible factor-2α. Eur J Neurosci 173:1541–1544. https://doi.org/10.1111/ejn.12747
Napoli I, Nerumann H (2010) Protective effects of microglia in multiple sclerosis. Exp Neurol 225:24–28. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2009.04.024
Park JY, Paik SR, Jou I, Park SM (2008) Microglial phagocytosis is enhanced by monomeric alpha-synuclein, not aggregated alpha-synuclein: implications for Parkinson's disease. Glia 56:1215–1223. https://doi.org/10.1002/glia.20691
Perego C, Fumagalli S, De Simori MG (2013) Temporal characterization of microglia/macrophage phenotype in a mouse model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. J Vis Exp 79:50605. https://doi.org/10.3791/50605
Prokop S, Miller KR, Heppner FL (2013) Microglia activation in Alzheimer's disease. Acta Neuropathol 126:461–477. https://doi.org/10.1007/s00401-013-1182-x
Seo JW, Kim JH, Kim JH, Seo M, Han HS, Park J, Suk K (2012) Time-dependent effects of hypothermia on microglial activation and migration. J Neuroinflamm 9:164. https://doi.org/10.1186/1742-2094-9-164
Serdar M, Kempe K, Rizazad M, Herz J, Bendix I, Felderhoff-Müser U, Sabir H (2019) Early pro-inflammatory microglia activation after inflammation-sensitized hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats. Front Cell Neurosci 13:237. https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00237
Tamura T, Aoyama M, Ukai S, Kakita H, Sobue K, Asai K (2017) Neuroprotective erythropoietin attenuates microglial activation, including morphological changes, phagocytosis, and cytokine production. Brain Res 1662:65–74. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2017.02.023
Valles SL, Iradi A, Aldasoro M, Vila JM, Aldasoro C, de la Torre J, Campos-Campos J, Jorda A (2019) Function of glia in aging and the brain diseases. Int J Med Sci 16:1473–1479. https://doi.org/10.7150/ijms.37769
Viatour P, Merville MP, Bours V, Chariot A (2005) Phosphorylation of NF-kappaB and IkappaB proteins: implications in cancer and inflammation. Trends Biochem Sci 30:43–52. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2004.11.009
Wang N, Liang H, Zen K (2014) Molecular mechanisms that influence the macrophage m1–m2 polarization. Front Immunol 5:614. https://doi.org/10.1056/NEJMcps050929
Yamamoto Y, Gaynor RB (2004) IkappaB kinases: key regulators of the NF-kappaB pathway. Trends Biochem Sci 29:72–79. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2003.12.003
Yenari MA, Han HS (2012) Neuroprotective mechanisms of hypothermia in brain ischaemia. Nature Rev Neurosci 13:267–278. https://doi.org/10.1038/nrn3174
Yenari MA, Kauppinen TM, Swanson RA (2010) Microglia activation in stroke: therapeutic targets. Neurotherapeutics 7:378–391. https://doi.org/10.1016/j.nurt.2010.07.005
Zhang F, Dong H, Lv T, Jin K, Jin Y, Zhang X, Jiang J (2018) Moderate hypothermia inhibits microglial activation after traumatic brain injury by modulating autophagy/apoptosis and the MyD88-dependent TL4 signaling pathway. J Neuroinflammation 15:273. https://doi.org/10.1186/s12974-018-1315-1