神经免疫调节蛋白(NIRegs)在神经干细胞调节脑缺血巨噬/小胶质细胞活性和亚型极化中的作用和机制

The only globally approved treatment for ischemic stroke is the intravenous administration of recombinant tissue plasminogen activatior （rt-PA）, however, its clinical application is limited by the limit therapeutic window (3-6 hours). Transplantation of neural stem/progenitor cells (NPCs) , as a new treatment which is different from traditional ones, has attracted more and more attentions. It has been shown that the serial cascades of inflammation after cerebral ischemia are related to the increased volume of infarction and worsen symptoms. There are few reports on whether NPC could modulate the accumulation and activation of immune cells after ischemia. In our previous investigation, we showed the increased expression of neuroimmune regulatory protein (NIRegs) in co-culture of human NPCs (hNPC) and human normal microglia. However, it is unknown how NIRegs play during the regulation of the neuroinflammation after cerebral ischemia by hNPCs. This project aims to investigate how hNPCs affect the activity and polarization of macrophage/microglia after cerebral ischemia by employing in vitro co-cultures and in vivo rats model, to clarify whether and how NIRegs play in the interaction between hNPCs and macrophages/microglia. Hopefully, the results will provide new cues and new targets for the clinical treatment of ischemic stroke.

rt-PA超早期溶栓是目前唯一被证实能够有效改善缺血性脑卒中（IS）患者神经功能缺失的治疗方法，但有限的治疗时间窗(3-6小时) 限制了其应用。神经干细胞（NPC）移植作为一种不同于传统治疗的全新方法已成为IS治疗的研究热点。脑缺血后引发的一系统炎症级联反应与脑梗死体积增加和临床结果恶化直接相关。NPC移植是否对脑缺血后炎症细胞的聚集和活化发挥调节作用目前还鲜有报道。我们前期研究发现神经免疫调节蛋白（NIRegs）在人NPC（hNPC）与同种正常小胶质细胞混合培养中表达上调，但NIRegs是否在hNPC调节脑缺血炎症中发挥作用国内外尚未见报道。本项目拟通过体外混合培养体系和动物体内移植模型进一步研究hNPC移植对脑缺血后巨噬/小胶质细胞活性及亚型极化的影响，明确NIRegs是否参与NPC与巨噬/小胶质细胞之间的相互作用，并深入探讨其机制，为临床治疗缺血性脑卒中提供新思路和治疗新靶点。

干细胞移植作为一种不同于传统治疗的全新方法已成为脑缺血研究领域的热点。脑缺血后引发的一系统炎症级联反应与脑梗死体积增加和临床结果恶化直接相关。但干细胞移植是否对脑缺血后炎症细胞的聚集和活化发挥调节作用及其作用靶点目前还鲜有报道。本项目通过临床与基础研究相结合，以临床分析指导基础研究，系统深入地探讨并证实了“干细胞通过作调控神经免疫调节蛋白调节脑缺血后巨噬/小胶质细胞活性及亚型极化”这一假说，为临床治疗缺血性脑卒中提供新思路和新靶点。研究内容和结果包括：（1）收集急性脑梗死（AIS）患者外周血276例，对照组120例，分析发现AIS患者外周血巨噬细胞 M1/M2 亚型极化与神经功能缺损严重程度和脑梗死体积相关，且神经免疫调节蛋白在外周血中的表达水平与疾病严重程度呈显著负相关。（2）在人神经干细胞（hNPC）与人外周血单个核细胞（PBMC）的体外混合培养体系中， 神经免疫调节蛋白CD200及其受体CD200R的表达均较单独培养有不同程度上调。（3）将人间充质干细胞（hMSC）移植到通过右侧大脑中动脉结扎（MCAO）的方法建立大鼠短暂性脑缺血再灌注模型中，结果显示移植后7天大鼠神经功能缺损明显改善，脑梗死体积明显缩小。进一步分析显示，hMSC 移植调控脑缺血后脑组织内炎症反应，促进巨噬/小胶质细胞向 M2 亚型极化，促进 Nestin+神经细胞增殖。其中，CD200/CD200R 可能是 hMSC 调控脑缺血后炎症反应，促进神经发生的重要靶点。