從免疫反應到神經損傷:EAE如何揭示了免疫細胞如何侵襲中樞神經系統?

實驗性自體免疫性腦脊髓炎(EAE)是中樞神經系統(CNS)腦部炎症的動物模型,為我們對於自體免疫性疾病的機制提供了許多見解。EAE主要在啮齒類動物中進行研究,並被廣泛用作人類中樞神經系統脫髓鞘疾病(如多發性硬化症MS和急性播散性腦脊髓炎ADEM)的動物模型。EAE的開發始於1933年,由Thomas M. Rivers和他的同事們進行的觀察,這些研究揭示了病毒疾病康復過程中的免疫反應。

EAE是一種急性單相疾病,雖然它顯示了與ADEM的相似性,但與多發性硬化症的比較仍然引起科學家的關注。

EAE的類型

EAE可在多種物種中誘導,包括小鼠、大鼠、豬、兔子和非人類靈長類動物。啮齒類動物中最常用的抗原包括脊髓均質物、純化的髓鞘、髓鞘蛋白如MBP、PLP和MOG,或者這些蛋白的肽,所有這些抗原都會產生不同的模型,對於免疫學和病理學也有獨特的表現。

根據使用的抗原和動物的遺傳組成,啮齒類動物可能會顯示單相、高反復性或慢性EAE的病程。典型的易感啮齒動物會在免疫接種約兩周後出現臨床症狀,並以反復進展的形式出現。

第一個典型的臨床症狀是尾部緊張度的減弱,隨著時間推進,這種症狀會導致尾部麻痺,然後再向上影響到後肢,最終到達前肢。

小鼠模型的詳細介紹

在小鼠中,脫髓鞘通過注射腦提取物、CNS蛋白(如髓鞘基本蛋白)或與完整佛朗德佐特佐(Complete Freund's Adjuvant)共乳化的該類蛋白的肽來產生。這種免疫接種過程還會引入碳烤痱素(pertussis toxin),以打破血腦屏障,允許免疫細胞進入CNS組織並造成損傷。

這導致腦部和脊髓的多個小散佈性脫髓鞘病變和微壞死的產生,以及臨床症狀的發展,這主要是用來類比人類多發性硬化症的特徵。

儘管EAE和多發性硬化症的某些特徵相似,但EAE模型卻與人類多發性硬化症在機制及時間設計上存在著顯著差異。

人類EAE和自體免疫性腦炎

在某些情況下,人體內有被意外或醫療錯誤引發的獨特EAE類似反應,這些病例被稱為人類自體免疫性腦炎(HAE)。這種病症的病理特徵符合多發性硬化症的診斷標準,並且可被歸類為一種MS的變種。

EAE與神經損傷的關聯

EAE的研究也揭示了免疫細胞如何透過造成神經損傷來在中樞神經系統內產生影響。由於在許多情況下,如多發性硬化症,會顯示出皮層損傷,這引發了研究人員對是否會因為白質損傷進而引起的二次損傷的興趣。

最新研究指出,抗腫瘤壞死因子α(TNF-α)的單克隆抗體可能會促使多發性硬化症的發病,這讓學界對於EAE及其模型的興趣再次升溫。

未來的研究方向

隨著對EAE的深入研究,科學家們仍在尋求新的模型來更準確地反映多發性硬化症的病理特徵。比如,新的模型也許能夠提供關於成員神經系統復原的新的見解,幫助我們理解病理機制之家來的綜合影響。

人類與小鼠在EAE反應中的不同,是否能啟發出更有效的治療方法呢?

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