您现在的位置是:首页 >新闻频道新闻 2019-09-23 10:38:16

美国国立卫生研究院的科学家们使用最先进的大脑成像技术

美国国立卫生研究院的科学家们使用最先进的大脑成像技术,对发生脑疟疾(CM)的小鼠的大脑进行了拍摄。该结果发表在《PLOS病原体》上,揭示了导致疾病致命结果的过程,并提出了可以治疗这种疾病的抗体疗法。

美国国立卫生研究院神经疾病和中风研究所的科学家多里安·麦加维恩说:“通过观察活着的大脑,我们能够观察到导致脑部疟疾每年杀死数千人的一系列事件。” (NINDS)。“我们的研究还表明,可能有一种简单的方法可以阻止这种致命疾病。”

疟疾是一种寄生虫感染,主要通过发展中国家的蚊子传播。根据疾病控制与预防中心的数据,2015年,全世界有2亿多例疟疾病例,40万人死于该疾病,主要是五岁以下的儿童。尽管许多人症状轻微,但某些人的寄生虫会感染大脑并引起脑部疟疾,这种疾病可杀死15%至30%的这种疾病的患者。在脑疟疾中幸存下来的个体经常会经历长期的神经系统症状,包括认知障碍和肢体瘫痪。脑部疟疾导致的死亡原因通常是由于脑部肿胀和出血引起的,但导致这些结果的机制尚未完全明了。

先前在这种疾病的啮齿动物模型中进行的研究表明,CD8 + T 细胞在CM的发展中起着关键作用,因此McGavern博士的团队将其相机聚焦在这些细胞上。

McGavern博士和他的同事使用一种称为“活体显微镜”的成像技术,可以窥视感染了导致CM的寄生虫的小鼠的大脑,从而观察细胞的活动。

这项研究的结果表明,随着红细胞含有寄生虫坚持脑血管(CM的标志),免疫系统会尝试清除他们。尽管做出了这些努力,但构成脑血管壁的内皮细胞却脱落了CD8 + T细胞识别出的一些寄生虫,导致那些免疫细胞附着并攻击血管。一旦CD8 + T细胞积聚在脑血管表面之后,船只开始泄漏。随后的泄漏导致肿胀和大脑压力升高,这是致命的。结果还表明,CD8 + T细胞优先与大脑中而不是身体其他部位的血管相互作用。

为了确定大脑的哪些部位受到这些事件的影响,研究人员向小鼠注射了标记死细胞和血管渗漏的染料。结果表明,受损血管和细胞死亡最多的大脑区域是嗅球(涉及嗅觉的区域),而至关重要的是脑干,即控制呼吸和心律等重要功能的区域。

在另一组实验中,McGavern博士的小组测试了一种潜在的疗法,以查看它是否可用于从血管壁去除CD8 + T细胞。最初,他们看着CD8 + T细胞开始与CM小鼠的脑血管相互作用。然后,他们用两种经过FDA批准的静脉内药物治疗了小鼠,这些药物阻断了CD8 + T细胞用来附着在血管上的分子。在治疗的30分钟内,CD8 + T细胞从血管中脱落,无法粘在血管上,从而防止了所有治疗小鼠的致命脑肿胀。这些发现表明,CD8 + T细胞与血管之间的相互作用导致CM死亡,并阻止这种结合可能增加疾病的存活率。

麦加维恩博士说:“这些电影向我们展示了有时与疟疾有关的可怕副作用,这种寄生虫可以欺骗人体的免疫系统,攻击自己大脑中的血管。”

在未来的研究中,McGavern博士及其同事将研究CD8 + T细胞与脑血管之间的相互作用如何引起血液泄漏以及大脑从CM感染中恢复的方式。此外,本研究中的实况成像技术还可用于观察其他蚊媒疾病(例如寨卡病毒和登革热)对大脑的影响方式。

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