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黃病毒入侵中樞神經(jīng)系統(tǒng)的分子機制研究進展

2021-07-26 13:48陳浩威崔旻
關(guān)鍵詞:通透性星形病毒感染

陳浩威,崔旻

華中農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院/農(nóng)業(yè)微生物學國家重點實驗室,武漢 430070

黃病毒作為危害嚴重的人畜共患病病原,包括70多種病毒,由節(jié)肢動物傳播(主要是蚊子和蜱蟲),每年在全球約造成3億人感染,威脅數(shù)百萬人的健康,隨著氣候變化和全球交流的增加,黃病毒的傳播在全球呈現(xiàn)擴大蔓延趨勢,目前對于黃病毒引起的神經(jīng)系統(tǒng)疾病并無特效藥物和針對性的治療方法[1-2]。主要流行的嗜神經(jīng)黃病毒包括流行性乙型腦炎病毒(又稱日本乙型腦炎,Japanese encephalitis virus,JEV)、寨卡病毒(zika virus,ZIKV)、西尼羅病毒(west nile virus,WNV)、登革病毒(dengue virus,DENV)、黃熱病病毒(yellow fever virus,YFV)和蜱傳腦炎病毒(tick-borne encephalitis virus,TBEV)。大多數(shù)感染者不出現(xiàn)在臨床癥狀或僅出現(xiàn)自限性發(fā)熱疾病,約有1%的嚴重病例會出現(xiàn)神經(jīng)癥狀。一旦出現(xiàn)神經(jīng)癥狀,致死率高達10%~30%,預后有30%~50%的幸存者伴隨永久性的神經(jīng)系統(tǒng)的后遺癥[3]。

病毒通過蚊蟲傳播后首先感染角質(zhì)形成細胞、朗格漢斯細胞、成纖維細胞、肥大細胞和單核細胞,隨后在局部引流淋巴結(jié)大量增殖,最終遷移進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS),病毒在CNS復制可以造成神經(jīng)元丟失、膠質(zhì)增生、以及血管周圍和腦實質(zhì)的免疫細胞浸潤等典型的病毒性腦炎現(xiàn)象。大部分黃病毒可以感染腦微血管內(nèi)皮細胞(brain microvessel endothelial cells,BMEC),但不能直接誘導緊密連接蛋白(tight junction protein,TJP)的改變,增加血腦屏障(blood brain barrier,BBB)的通透性。BBB通透性的改變發(fā)生在病毒進入CNS之后,病毒在神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞中復制觸發(fā)的炎癥反應是BBB破壞的主要誘因。本文主要針對神經(jīng)嗜性的黃病毒進入CNS的途徑和破壞BBB的方式進行討論和總結(jié),以便更好地了解黃病毒的致病機制,為更有效地防范黃病毒提供參考依據(jù)。

1 血腦屏障的結(jié)構(gòu)及生理功能

BBB是循環(huán)系統(tǒng)和CNS之間的物理屏障,主要由內(nèi)皮細胞、周細胞、星形膠質(zhì)細胞和基底膜構(gòu)成。中樞神經(jīng)系統(tǒng)脈管內(nèi)襯的BMEC通過TJP連接,BMEC位于大多數(shù)哺乳動物和其他生物體的CNS的大腦和脊髓的毛細血管中,是血腦物質(zhì)交換的最大界面。周細胞投射出的手指狀末足包裹毛細管壁,可以調(diào)節(jié)毛細管直徑和腦血流量。此外,周細胞具有吞噬功能,有助于去除有毒代謝產(chǎn)物。星形膠質(zhì)細胞是CNS的主要神經(jīng)膠質(zhì)細胞類型,其末端形成偽足投射在毛細血管內(nèi)壁(約占腦毛細血管表面積的99%),參與不同的生理和生化任務:神經(jīng)實質(zhì)的區(qū)室化、維持細胞外空間的離子穩(wěn)態(tài)、pH調(diào)節(jié)、通過向神經(jīng)元提供能量底物來攝取和加工神經(jīng)遞質(zhì)、從神經(jīng)元到脈管系統(tǒng)的信號介導。星形膠質(zhì)細胞參與神經(jīng)系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié),在CNS炎癥中發(fā)揮重要作用?;啄な且粚蛹毎饣|(zhì),包裹著毛細血管,進一步穩(wěn)定BBB[4-7]。BBB主要的生理功能包括:(1)維持離子穩(wěn)態(tài)和大腦營養(yǎng)的供給;(2)調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的水平,減少外周神經(jīng)遞質(zhì)的“串擾”;(3)限制血漿大分子物質(zhì)通過細胞旁路或擴散途徑進入CNS;(4)限制細菌、病毒和其他病原體的進入,保護CNS免受病原菌的侵襲。BBB維持的微環(huán)境穩(wěn)態(tài)是CNS發(fā)揮功能的結(jié)構(gòu)基礎。

2 黃病毒進入CNS的方式

黃病毒進入CNS有多種途徑,其中包括:(1)血液中游離的病毒粒子直接感染BMEC后在基底側(cè)釋放,入侵CNS;(2)以特洛伊木馬途徑方式,由病毒感染的免疫細胞攜帶經(jīng)細胞旁路或感染BMEC后進入CNS;(3)病毒感染外周神經(jīng)系統(tǒng)(peripheral nervous system,PNS),通過軸突轉(zhuǎn)運分別將病毒輸送到脊髓和大腦;(4)病毒經(jīng)血液轉(zhuǎn)運到腦脊液(cerebral spinal fluid,CSF),進而感染CNS細胞[8-9]。病毒突破BBB進入CNS后,在神經(jīng)細胞中大量復制導致神經(jīng)元損傷和BBB的破壞,造成嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病 (圖1)[10]。其中,黃病毒經(jīng)過CSF感染CNS途徑的前提是病毒以前3種方式突破血腦脊屏障,因此,下文著重介紹前3種病毒進入CNS的方式。

圖1 黃病毒進入CNS途徑

2.1 病毒感染BMEC直接進入CNS

黃病毒主要通過蚊蟲叮咬皮膚表皮,感染角質(zhì)形成細胞、朗格漢斯細胞、成纖維細胞等,在皮膚組織建立初級感染位點[11]。樹突狀細胞是黃病毒常見的初始靶標,被感染的樹突狀細胞遷移到淋巴樣器官,在此病毒大量復制后進一步傳播到其他系統(tǒng)。JEV、WNV、ZIKV可以在BMEC中建立感染,并不是所有黃病毒都可以感染BMEC[12-13], YFV雖然可以有效地感染內(nèi)皮細胞,但是對BMEC的感染并沒有確切的報道[14]。TBEV作為非蚊媒傳播的黃病毒也被證實可以有效地感染原代人腦微血管內(nèi)皮細胞(human brain microvascular endothelial cells,HBMEC)[15]。

JEV、WNV、ZIKV和TBEV在單獨感染BMEC時,不會引起細胞的病理學變化[6,8,15]。在體外細胞實驗中發(fā)現(xiàn)ZIKV在HBMEC中連續(xù)復制9 d,不產(chǎn)生細胞病變效應(cytopathic effect,CPE)[6]。在不同的BBB實驗模型中證實了黃病毒感染BMEC后,感染性病毒顆粒由基底膜外側(cè)釋放進入CNS,因此血源性途徑是黃病毒進入CNS最主要的方式[6,15]。有研究表明WNV單獨感染BMEC后,雖然觀察到Claudin-1的mRNA和蛋白質(zhì)表達水平的下降,但BBB的通透性并沒有增強[16]。幾乎所有能夠感染BMEC的黃病毒,單獨感染均沒有觀察到單層BBB模型通透性的改變[6-7,13,17]。這些研究提示,黃病毒可以在BMEC中復制,釋放病毒導致CNS的感染,但病毒復制本身并不是導致BBB破壞的主要原因。

2.2 病毒通過特洛伊木馬途徑進入CNS

黃病毒感染BMEC后,一般不會出現(xiàn)CPE,但可以激活BMEC,顯著增加黏附分子和趨化因子的表達和分泌。有文獻報道在單獨感染狀態(tài)下,BMEC表達的趨化因子和黏附分子足以招募循環(huán)的白細胞至內(nèi)皮細胞并促進白細胞向腦實質(zhì)的浸潤[18-19]。

WNV在感染后可以觀察到血管細胞黏附分子(vascular cell adhesion protein 1,VCAM-1)和E-選擇素與WNV的復制動力學曲線保持一致的增加趨勢。UV-WNV不會引起細胞黏附分子表達的增加,表明病毒復制是刺激黏附分子增加的主要原因[16]。WNV在感染原代神經(jīng)元后可以誘導分泌型骨橋蛋白(osteopontin,OPN)的表達,OPN可以募集白細胞,通過依賴和非依賴的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列結(jié)合位于細胞表面的多種受體促進細胞黏附[20-22]。同樣,活病毒而非熱滅活或紫外線滅活的JEV處理BMEC后細胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)及趨化因子CXCL1和RANTES的表達顯著增加。用ICAM-1中和抗體預處理后,減少與中性粒細胞和PBMC與BMEC的黏附[23]。病毒感染后主要通過激活ERK/NF-κB、CREB和ERK/cPLA2/NF-κB、CREB途徑誘導ICAM-1、CXCL1和RANTES等分子的表達,其中ERK是關(guān)鍵激酶[24]。另外,雖然WNV感染內(nèi)皮細胞會上調(diào)表達CXCL12,但CXCL12的表達限制在基底膜外側(cè)內(nèi)皮表面,會阻礙T細胞轉(zhuǎn)運進入CNS[25]。ZIKV的PRVABC59株、MR766株和PE243株均能感染HBMEC,誘導IL-6和RANTES的產(chǎn)生,有助于炎癥細胞的募集和活化[26]。ZIKV感染HBMEC后,晚期糖基化末端受體(receptor for advanced glycation end products,RAGE)的表達量上調(diào)。RAGE屬于多配體受體,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的RAGE配體有糖基化終產(chǎn)物、高遷移率族蛋白-1 (high mobility group box-1,HMGB1)、S100和鈣粒蛋白。RAGE主要參與炎癥反應、腫瘤生長、細胞遷移及神經(jīng)元分化等多種生理和病理過程[27]。ZIKV感染也會誘導神經(jīng)元sOPN的表達增加[28]。

一些病毒可以感染外周免疫系統(tǒng)的白細胞,白細胞可以攜帶病毒進入CNS,這種途徑常被稱為特洛伊木馬途徑[29]。在病毒感染激活HBMEC之后,募集白細胞至HBMEC表面,被感染的白細胞不僅可以通過細胞旁路進入CNS,而且一些細胞釋放的蛋白酶類也可以破壞BBB的完整性。JEV感染可以激活肥大細胞,導致其釋放與脫顆粒相關(guān)的糜蛋白酶,該酶可以直接切割ZO-1、ZO-2、Claudin-5和Occludin上的特定位點[30-32],或活化其他蛋白酶如MMP2和MMP9[31],增強JEV誘導的TJP的裂解和BBB的破壞,抑制糜蛋白酶可逆轉(zhuǎn)BBB泄漏,降低感染期間的腦部病毒載量和減輕神經(jīng)功能障礙[33]。 JEV或登革病毒(DENV)感染的情況下,肥大細胞感染后會在周圍組織中引起明顯的血管滲漏和水腫加速病毒的清除[34]。ZIKV可以有效感染人急性單核細胞白血病細胞(MonoMac-1,MM-1)。MM-1感染后趨化因子受體CCR7表達增加,利用趨化實驗可以觀察到MM-1對CCL-19的反應增強。但對于單層BBB模型只有在LPS刺激和ZIKV感染同時存在的情況下,MM-1遷移才會增強,表明MM-1對于BBB的遷移依賴于炎癥的存在。在ZIKV感染MM-1后引起HMGB1釋放到細胞外增加其在微環(huán)境中的積累。ZIKV感染的MM-1與HBMEC共培養(yǎng),可以觀察到TJP的表達改變,BBB的通透性增加[27]。WNV可以感染多形核中性粒細胞(polymorphonuclear neutrophil,PMN),在WNV感染小鼠模型中,PMN占白細胞總數(shù)的75%。同時,在具有神經(jīng)癥狀的臨床病例中CSF中性粒細胞顯著增加。因此,攜帶WNV的PMN細胞可能在將病毒運輸?shù)紺NS中起重要作用,從而促進了WNV對神經(jīng)系統(tǒng)的侵襲,加重疾病的嚴重程度[20,22]。

2.3 病毒通過軸突轉(zhuǎn)運進入CNS

病毒也可以通過軸突運輸?shù)姆绞竭M入CNS[35]。嗅覺神經(jīng)和視神經(jīng)是黃病毒軸突轉(zhuǎn)運的主要途徑。嗅覺神經(jīng)主要由嗅覺受體神經(jīng)元(olfactory receptor neuron,ORN)組成,連接鼻腔與CNS。病毒可以感染ORN沿軸突進入CNS,此外ORN與CSF的連接通道是開放的,可以允許高達100 nm的粒子經(jīng)此途徑進入CNS[36]。有報道稱,基孔肯雅病毒(chikungunya virus,CHIKV)、WNV、JEV等病毒粒子可以通過這條途徑進入CNS。使用JEV強毒株對3周齡的仔豬進行鼻內(nèi)接種,誘導了非化膿性腦炎,可觀察到小膠質(zhì)細胞結(jié)節(jié),整個嗅道梨狀皮層形成血管袖套,在嗅球顆粒細胞層的神經(jīng)細胞中檢測到JEV抗原,從嗅球到CNS其余部分的傳播路徑目前尚不清楚[37]。

另外,通過結(jié)膜途徑也可以建立小鼠感染模型,小鼠感染后出現(xiàn)特征性臨床癥狀,在視網(wǎng)膜內(nèi)核層的雙極細胞和神經(jīng)節(jié)細胞中發(fā)現(xiàn)了JEV抗原信號,提示了病毒粒子進入的可能路徑,沿神經(jīng)節(jié)細胞的軸突纖維經(jīng)視神經(jīng)交叉至大腦中部,或沿一些視神經(jīng)纖維進入腦干區(qū)域[38]。這些結(jié)果表明,在一定條件下黃病毒可能會在無載體的情況下,通過口、鼻、眼、黏膜表面感染動物機體進行傳播。這可能是今后在疫情防控中需要注意的問題[39-40]。

在小鼠和恒河猴的動物模型中已經(jīng)確定WNV感染外周神經(jīng)后先沿著特定的運動神經(jīng)元在軸突順行和逆行方向傳播。在恒河猴模型中,超微結(jié)構(gòu)分析證實WNV可以感染小腦皮層浦肯野細胞和脊髓腹角運動神經(jīng)元,但在大腦皮層、基底神經(jīng)節(jié)、丘腦、腦橋和延髓中并沒有檢測到病毒粒子[41]。在WNV引起的臨床癥狀中,急性弛緩性麻痹可以獨立于腦炎或腦膜炎發(fā)生,感染患者中神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病率在10%~50%,遠高于病毒性腦炎的發(fā)病率[42]。病毒在PNS建立感染后,在軸突傳播過程中絕大部分在進入CNS之前被免疫系統(tǒng)清除,不能進入CNS導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

圣路易斯腦炎病毒、CHIKV、TBEV在實驗條件下感染模型動物,也可以觀察到以軸突傳播的方式引起神經(jīng)退行性疾病,但相關(guān)途徑?jīng)]有臨床報道支持[43]。

3 血腦屏障的破壞

通常由病毒復制或神經(jīng)炎癥引起的內(nèi)皮細胞通透性增加導致的BBB破壞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的標志[44]。Morrey等[45]認為BBB的通透性增加是黃病毒感染導致的致死性病例的主要誘因?,F(xiàn)有的研究表明黃病毒感染內(nèi)皮細胞不足以破壞BBB,BBB通透性的改變發(fā)生在病毒進入CNS后或是病毒在外周感染引起的炎性因子作用于內(nèi)皮細胞和周細胞導致的。

JEV、ZIKV和WNV不僅可以感染內(nèi)皮細胞,而且可以感染組成BBB的其他細胞以及CNS的固有細胞如周細胞、星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元。這些細胞被激活后釋放大量的炎性因子和抑炎因子,如IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-10、IL-4、MMP2/3/9等,作用于緊密連接或基底膜導致BBB的通透性增加[44,46-47]。通常病毒首先激活小膠質(zhì)細胞,然后炎癥信號被星形膠質(zhì)細胞進一步放大,星形膠質(zhì)細胞作為CNS數(shù)量最多的支持細胞,是炎性因子的主要來源[45]。

在體外實驗中利用黃病毒感染周細胞、星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞或神經(jīng)元,收集細胞培養(yǎng)上清來處理體外單層BBB模型,也可以發(fā)現(xiàn)Claudin-5、Occludin和ZO-1的表達明顯降低或發(fā)生重排,BBB的通透性增加[45-46]。在使用感染動物模型的腦組織勻漿上清處理BBB模型時也觀察到類似的變化(圖2)。

圖2 黃病毒破壞BBB的方式

3.1 基質(zhì)金屬蛋白酶對血腦屏障的作用

基質(zhì)金屬蛋白酶家族(matrix metalloproteinases,MMPs)是一個超過25個成員的蛋白酶超家族。在生長發(fā)育過程中,MMP可以促進神經(jīng)元生長,成年人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,大多數(shù)MMP的表達水平較低。黃病毒感染CNS后,在CSF中可以檢測到MMP1/2/3/9的表達增加[48-50]。MMP來源于浸潤的白細胞(淋巴細胞和巨噬細胞)和CNS的細胞(膠質(zhì)細胞是MMP的主要細胞來源)[48]。病毒感染誘導MMP表達的具體機制已有文獻報道:JEV刺激RBA-1通過p42/p44 MAPK、p38 MAPK和JNK1/2介導NF-κB活化,誘導MMP9表達;JEV可以通過ROS/c-Src/PDGFR/PI3K/Akt/MAPKs依賴的AP-1途徑在大鼠腦星形膠質(zhì)細胞中誘導MMP9表達,MMP9基因在不同細胞類型中的表達受不同MAPK的調(diào)控[51-52]。MMPs對細胞外基質(zhì)的重塑功能已經(jīng)有較為經(jīng)典的解釋[53]。MMPs破壞了圍繞脈管系統(tǒng)的基底膜,并導致BBB受損。MMPs在溶解基底膜之外還可以作用于BMEC減少ZO-1、Occludin、Claudin-5的表達從而進一步增加BBB的通透性[54],被激活的白細胞也可以表達MMPs,促進其進入CNS。CNS中的MMPs可能還具有一定的神經(jīng)毒性,Vos等[55]發(fā)現(xiàn)MMP1在體外對脊髓神經(jīng)元具有毒性,同時發(fā)現(xiàn)MMP2表達升高,可以導致神經(jīng)元死亡。與野生型小鼠相比,MMP9敲除小鼠對感染的抵抗力更高,在外周循環(huán)系統(tǒng)中表現(xiàn)出相同的病毒血癥和相似水平的炎癥細胞因子,但是MMP9敲除小鼠的腦組織呈現(xiàn)較低的病毒載量,BBB通透性更低,以及白細胞浸潤程度和CNS炎性因子水平的降低[56]。

3.2 干擾素對血腦屏障的作用

3種類型的干擾素均可影響黃病毒進入CNS的過程。研究表明,Ⅰ型干擾素信號在被激活后,可以通過免疫調(diào)節(jié)限制病毒的復制及傳播,或者直接作用于內(nèi)皮細胞增強BBB的屏障功能;Ⅲ型干擾素增強BBB屏障功能也依賴于Ⅰ型干擾素信號。在WNV的存在下,Ⅰ型干擾素通過作用于GTPases Rac1和RhoA直接調(diào)節(jié)TJP的形成,而且還可以通過抑制TNF-α和IL-1β間接降低內(nèi)皮細胞通透性[57]。在動物模型中,WNV外周接種或顱內(nèi)接種后,Ⅰ型干擾素信號傳導的減弱導致BBB通透性增強,并伴有相關(guān)的TJP破壞。TBEV感染小鼠星形膠質(zhì)細胞通過上調(diào)Ⅰ型干擾素引發(fā)了快速的干擾素效應基因反應,從而限制了病毒的復制和傳播[58]。

在體外BBB模型中,IFN-γ或IL-17A可以在30~60 min內(nèi)打開BBB[59]。IFN-γ促進Rho激酶活性,誘導BMEC中肌動蛋白細胞骨架收縮,牽拉ZO-1使相鄰內(nèi)皮細胞膜之間空隙增大,從而導致血管連接紊亂和細胞分離。ROCK激活肌球蛋白輕鏈(myosin light chain,MLC)的磷酸化以及隨后的MLC磷酸酶的失活誘導細胞骨架收縮[60]。尚不清楚在IFN-γ啟動條件下ROCK使MLC磷酸化直接發(fā)揮作用還是使MLC磷酸酶失活間接發(fā)揮作用[61]。IFN-γ也可以通過影響周細胞的狀態(tài)間接破壞BBB,IFN-γ通過增強血小板衍生生長因子(PDGF-BB)激動劑誘導的受體的降解,降低周細胞依賴PDGF-BB的增殖以及降低周細胞中的細胞代謝率。中和IFN-γ可以減弱病毒感染期間BBB的滲透性的增加[62]。

大量研究表明IFN-λ可以限制病毒的感染,但其抑制機制仍不明確[63-64]。研究顯示IFN-λ處理并不影響WNV在細胞內(nèi)的復制和活性,且IFNLR1-/-小鼠對WNV感染產(chǎn)生正常的適應性免疫應答。在WNV感染情況下,IFNLR1-/-小鼠BBB通透性增加。用聚乙二醇化的IFN-λ2處理小鼠可降低BBB通透性,減少腦中的WNV載量,提高感染的小鼠的存活率。BBB的體外模型表明,IFN-λ增強BMEC的屏障功能,WNV感染后IFN-λ生物學功能需要IFN-α/β信號傳導,而不是通過由模式識別受體信號傳導。循環(huán)的IFN-λ結(jié)合BMEC上的受體,通過非依賴STAT1的方式,增強BBB屏障功能限制病毒對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的侵襲[65-66]。在YFV感染中可以同樣證實IFN-λ的信號傳導在維持BBB的完整性和預防病毒腦部侵襲中發(fā)揮關(guān)鍵作用[67]。與WNV感染不同的是,在YFV-17D感染期間,Ⅲ型IFN信號傳導會影響外周血淋巴細胞亞群的比例,IFN-λ信號傳導的受損會抑制T細胞活化。同樣肯定的是Ⅰ型干擾素信號通路在IFN-γ作用過程中發(fā)揮重要作用。來自WT、IFNLR-/-和IFNα/βR-/-小鼠在感染后BBB對埃文斯藍的滲透性沒有發(fā)生顯著改變,但IFNα/βR-/-、IFNLR-/-雙缺失小鼠BBB滲透性則顯著增加[68]。IFN-λ激活p38-MAK導致肌動蛋白的重排和細胞形態(tài)發(fā)生改變,進而介導內(nèi)皮細胞通透性升高,F(xiàn)/G-actin的比例變化可能在其中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[69]。

3.3 其他因素

在黃病毒所致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病中,不同的細胞因子在BBB的破壞過程中發(fā)揮了不同作用。JEV感染可以刺激星形膠質(zhì)細胞大量表達IP-10,IP-10通過激活星形膠質(zhì)細胞CXCR3-JNK-c-Jun 信號通路并介導TNF-α上調(diào)表達。因此,IP-10間接通過TNF-α影響了BMEC中TJP的表達和細胞內(nèi)分布,并導致JEV感染期間BBB損傷[70]。使用IL-17A刺激bEnd.3細胞可以增加IL-17A受體、Occludin和Claudin-5的表達,以及MMP-2/9表達增加[71],在CNS炎癥期間,IL-17A也可以刺激CNS細胞生產(chǎn)促炎性細胞因子和趨化因子[72-73]。IL-6/SIL-6R復合物可以通過STAT-1α的磷酸化誘導ICAM-1和VCAM-1在內(nèi)皮細胞和HepG2細胞上調(diào)表達,但在星形膠質(zhì)瘤細胞和原代星形膠質(zhì)細胞中IL-6/sIL-6R不能激活STAT-1α,觀察不到ICAM-1和VCAM-1上調(diào)表達[74-75]。

關(guān)于TNF-α、IL-1β在內(nèi)的多種炎性細胞因子破壞BBB完整性的現(xiàn)象,已經(jīng)被大量試驗和臨床病例證實,然而具體機制目前并沒有完全闡明[57,76-77]。

4 展 望

黃病毒引起的神經(jīng)系統(tǒng)疾病仍然是困擾人類健康的嚴重的公共衛(wèi)生問題,盡管學者們已經(jīng)對黃病毒致病機制行了廣泛研究,但也存在很多未解決的問題和研究的局限性。大多數(shù)關(guān)于黃病毒感染和BBB破壞對神經(jīng)侵襲和疾病作用的研究是在體外或在小鼠實驗模型中進行的。野生型成年小鼠通常能夠控制黃病毒的全身感染,不表現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,對于ZIKV和DENV侵襲CNS的研究實驗模型僅限于顱內(nèi)接種或在免疫缺陷和哺乳期小鼠中進行。這不能真實反映在CNS損壞之前病毒與機體的相互作用。在自然狀態(tài)下大部分為無癥狀感染者(70%~80%),雖然小鼠模型和體外模型可以模擬與人類相似的神經(jīng)病理狀況,但研究忽略了促進神經(jīng)侵襲過程的機制的研究,即黃病毒在感染過程中如何由外周轉(zhuǎn)向神經(jīng)系統(tǒng),將病毒最大限度地限制在外周并清除是研究黃病毒神經(jīng)侵襲過程的意義所在。一些研究將其歸因于不同毒株的神經(jīng)侵襲性潛能與個體免疫系統(tǒng)之間的差異,但現(xiàn)有的動物模型不能體現(xiàn)這些差異性的存在,主要原因是嚙齒動物模型和體外模型的單一性,在病毒血癥和CNS感染特征等方面不能替代宿主。

現(xiàn)在已經(jīng)有很多新的模型和技術(shù)運用到黃病毒穿越BBB進入CNS的研究中,體外BBB模型經(jīng)過2D內(nèi)皮細胞連接發(fā)展到3D腦微環(huán)境、動態(tài)灌注模型、微流控模型以及BBB芯片模型等[78-80]?;谙到y(tǒng)生物學的方法,如RNA測序、蛋白質(zhì)組學、脂質(zhì)組學、代謝組學和計算機建模等運用到BBB研究中,BBB新的體外模型的結(jié)構(gòu)和功能方面都更加接近BBB的生理狀態(tài),使我們可以更全面地了解病原體侵襲CNS的過程以及黃病毒感染的致病機制。

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