Language
Определение возраста

Блог

ДомДом / Блог / Определение возраста
search

Oct 20, 2023

100+ ведущих компаний в области искусственного интеллекта (ИИ) 2023 г.

Mar 30, 2023

100+ ведущих компаний в области искусственного интеллекта (ИИ) 2023 г.

May 23, 2023

10 лучших джинсов Mom, которые придадут вашему стилю комфортный, но стильный вид

Oct 23, 2023

13 лучших соломенных сумок, которые подчеркнут ваш стиль этим летом

May 07, 2023

13 лучших соломенных сумок, которые подчеркнут ваш стиль этим летом

Отправьте запрос
ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

May 23, 2023

Определение возраста

Том «Природные коммуникации»

Nature Communications, том 14, номер статьи: 2836 (2023) Цитировать эту статью

745 Доступов

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Одним из ключевых событий при вирусном энцефалите является способность вируса проникать в центральную нервную систему (ЦНС). Некоторые энцефалитические вирусы, включая вирус Ла-Кросс (LACV), в первую очередь вызывают энцефалит у детей, но не у взрослых. Это явление также наблюдается на моделях мышей LACV, где вирус получает доступ к ЦНС животных-отъемышей через сосудистую утечку микрососудов головного мозга, вероятно, через эндотелиальные клетки капилляров головного мозга (BCEC). Чтобы изучить возрастные и регионально-специфичные регуляторные факторы сосудистой утечки, мы использовали полногеномную транскриптомику и целевой скрининг миРНК для выявления генов, подавление которых влияет на вирусный патогенез в BCEC. Дальнейший анализ продуктов двух из этих генов, Connexin43 (Cx43/Gja1) и EphrinA2 (Efna2), показал существенное влияние на патогенез LACV. Индукция Cx43 4-фенилмасляной кислотой (4-PBA) ингибировала неврологические заболевания у мышей-отъемышей, тогда как дефицит Efna2 усиливал заболевание у взрослых мышей. Таким образом, мы показываем, что Efna2 и Cx43, экспрессируемые BCEC, являются ключевыми медиаторами нейроинвазии, индуцированной LACV, и неврологических заболеваний.

Вирус Ла-Кросса (LACV), РНК-вирус с отрицательным смыслом, принадлежащий к семейству буньявирусов1, является одной из основных причин арбовирусного энцефалита у детей2. У взрослых инфекция LACV обычно вызывает очень легкий лихорадочный синдром3. Более высокая частота неврологических заболеваний у детей по сравнению со взрослыми предполагает возрастные различия, которые могут быть ответственны за способность вируса проникать в центральную нервную систему (ЦНС) и/или вызывать повреждение ЦНС. Понимание этих различий может открыть возможности для профилактики или лечения энцефалита LACV.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) представляет собой избирательно проницаемый барьер, играющий важную роль в подавлении доступа возбудителей к ЦНС. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) состоит в основном из эндотелиальных клеток мозговых капилляров (BCEC) с соседними астроцитами, базальной мембраной и перицитами, которые взаимодействуют с окружающими нейронами и микроглией, образуя нейрососудистую единицу4. Селективная проницаемость через BCEC определяется несколькими белками-переносчиками и переносчиками, а также белками плотного соединения (TJ), слипчивого соединения (AJ) и щелевого соединения (GJ) (в совокупности клеточного соединения (CJ))5,6. Целостность ГЭБ усиливается в процессе разработки7,8. Он достигает своего пика в зрелом возрасте, а затем постепенно ослабевает с возрастом из-за снижения экспрессии белка CJ и функциональных нарушений транспортеров9,10.

Патология, наблюдаемая при энцефалите LACV, указывает на существенное разрушение ГЭБ. Иммуногистохимический анализ (ИГХ) биоптатов головного мозга пациентов с LACV показывает периваскулярные мононуклеарные манжетки с фокальными агрегатами иммунных клеток11, а дальнейшие исследования продемонстрировали повреждение сосудов, вызванное LACV-энцефалитом12. Таким образом, LACV-энцефалит тесно связан с нейрососудистой патологией и аномалиями.

Аналогично возрастной энцефалит LACV и сосудистая патология наблюдаются в мышиной модели C57BL/6. Мыши-отъемыши (в возрасте около 3 недель) очень восприимчивы к LACV-инфекции ЦНС, и клинические заболевания развиваются после периферической (внутрибрюшинной, IP) или прямой инфекции ЦНС (внутримозговой, IC). Напротив, взрослые мыши в возрасте ≥6 недель устойчивы к периферической инфекции (ИП), но чувствительны к прямой инфекции ЦНС (ИК)13,14,15. Таким образом, существует четкая возрастная разница в способности LACV получать доступ к ЦНС после периферической инфекции.

Исследования возрастной восприимчивости показывают усиление сосудистой утечки и разрушение ГЭБ у молодых мышей после заражения LACV. Хотя BCEC, инфицированные LACV, нелегко наблюдать in vivo, распад ГЭБ опосредуется утечкой, в частности, через микрососуды/BCEC в области обонятельной луковицы (OB)/переднего обонятельного ядра (AON), но не через те, которые находятся в коре головного мозга (CT). ) регион16. Утечка вируса обычно достигает максимума через 3 дня после заражения (дпи), и вирусное заражение нейронов наблюдается в областях, связанных с этой сосудистой утечкой. В предыдущем исследовании мы продемонстрировали, что возрастная реакция микрососудов головного мозга/BCEC вызывает дифференциальные цитопатические эффекты и чувствительность к LACV. Кроме того, используя ex vivo фрагменты микрососудов головного мозга и культуры in vitro первичных BCEC, выделенных от отъемышей и взрослых мышей, мы показали, что BCEC отъемышей более склонны к инфекции LACV, образованию синцитиоподобных агрегатов и гибели клеток-свидетелей17. Реакции BCEC могут контролироваться несколькими факторами, включая иммунный ответ хозяина, выживаемость клеток, экспрессию функциональных белков CJ, поддержание кровеносных сосудов или мультигенные взаимодействия. Выявление факторов, которые различаются между микрососудами головного мозга/BCEC у отъемышей и взрослых во время инфекции LACV, может дать представление о факторах, которые имеют решающее значение для предотвращения нейроинвазии LACV.

6weeks old mice that had mixed deficiency genotypes for Efna2, Efna3 and Efna5 (Efna2−/− mixed; abbreviated as Efna2−/− (m)), as detailed in Supplementary Table 3. All mice were distributed in two groups: homozygous for Efna2 deficiency with mixed +/+, +/− or −/− genotypes for Efna3 and Efna5 (Efna2−/− (m) or heterozygous for Efna2 deficiency with mixed +/+, +/− or −/− genotypes for Efna3 and Efna5 (Efna2+/− (m)) as well as wildtype mice with Efna2+/+3+/+5+/+ genotype (wildtype, abbreviated as WT). Following inoculation of 105 PFU/mouse, approximately 50% of Efna2−/− (m) mice developed neurologic disease, regardless of their Efna3 or Efna5 genotype (Supplementary Table 3). In contrast, most of the WT or Efna2+/− (m) mice (~91%) did not show any signs of neurological disease (Fig. 4b). We also observed high levels of virus in the Efna2−/− (m) mice with clinical (C) neurological disease versus non-clinical (NC) mice (Fig. 4c). Thus, Efna2 appears to have an inhibitory role in LACV pathogenesis in vivo (Fig. 4b, c)./p> 6 weeks old) WT and Efna2−/−3+/+5+/+ mice (Efna2 single knockout (KO); abbreviated as Efna2−/−(s)). As expected, the adult WT mice were not susceptible to a 105 PFU/mouse LACV dose (~96% non-neurologic). In contrast, approximately 38% of adult Efna2−/− (s) mice developed neurological disease in response to LACV infection (Fig. 5a). Furthermore, microvessel fragments isolated from Efna2−/−(s) mice had higher levels of LACV infection compared to WT at 24 and 48 hpi (Fig. 5b, d) and reduced survival at 72 and 96 hpi (Fig. 5c). We also examined vascular leakage in vivo using fluorospheres in WT and Efna2−/− (s) mice using a slightly later timepoint of 5 dpi. WT adult mice showed no vascular leakage, while Efna2−/− (s) mice had consistent detection of 1–3 fluorescent bead foci in the brain parenchyma (Fig. 5e, 5 out of 7 mice). Thus, Efna2−/− (s) mice were more susceptible to LACV-induced neurological disease, which correlated with an increase in vascular leakage in the CNS prior to disease onset. This also correlated with increased virus infection and decreased cell survival in Efna2−/− (s) BCECs compared to WT BCECs (Fig. 5b, c). Collectively, these data indicate an important role for Efna2 in BBB integrity during LACV infection./p> 6 weeks old) mice were treated with 100 ug of Poly I:C (HMW) diluted in a 0.5 mg/mL LyoVec transfection reagent solution (Invivogen) via a 100 ul retroorbital (IV) injection. LyoVec reagent was reconstituted using the provided deionized sterile water per the manufacture's recommendations and was used alone as the vehicle control. Microvessel fragments were removed from treated and vehicle animals at 3 h post injection. For comparison of OB versus CT microvessel fragment transcript expression from LACV and mock infection conditions, C57BL/6 weanling mice were infected with a 2000 PFU IP dose of LACV diluted into 200 ul of sterile, pharmaceutical grade PBS. Mock mice received an equivalent volume of uninfected Vero supernatant diluted in PBS. Microvessel fragments from OB and CT were isolated from LACV and mock infected mice at 3 dpi. RNAs were extracted from microvessel fragments as described below and purified using Agencourt RNAClean XP beads (Beckman Coulter, Brea, CA). RNA concentration was measured using RiboGreen fluorescent RNA quantification method (Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA). RNA purity and integrity was assessed using Nanodrop 8000 UV spectrophotometry (Thermo Fischer Scientific, Waltham, MA) and the Bioanalyzer RNA 6000 Pico chip assay (Agilent Technologies, Santa Clara, CA), respectively. Sequencing libraries were generated from 115 ng (Adult/Weanling) or 170 ng (OB/CT) RNA using the TruSeq Stranded mRNA sample preparation kit, according to the manufacturer's recommended protocol (Illumina, Inc., San Diego, CA). Final, purified TruSeq libraries were quantified using the Kapa SYBR FAST Universal qPCR kit for Illumina sequencing (Kapa Biosystems, Wilmington, MA), diluted to 2 nM, and pooled equally. Libraries were sequenced on the HiSeq 2500 instrument using the TruSeq Rapid PE Cluster kit and Rapid 200 cycle SBS kit (Illumina, Inc., San Diego, CA)./p> 6 weeks) were inoculated IP with 105 PFU. Mock inoculated mice were inoculated with 200 ul of PBS with the appropriate amount of cell supernatant from uninfected Vero cells to match the volume for virus dilutions. The whole brains or OB-CT regions were isolated separately from LACV and mock inoculated mice at 3 dpi. Supplementary Table 4 represents abbreviation of most of the experimental groups and other nomenclatures used throughout this manuscript./p>