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【Nature Sub-journal】Il sistema di imaging WBP e Laser Speckle Contrast di Tow-Int aiutano a decifrare i meccanismi delle lesioni cerebrali

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Rivelato il meccanismo della lesione cerebrale | Tow-Int Tech sostiene lo studio dell'NC

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Astratto

Recentemente, un importante studio condotto dallo Spine Institute del Longhua Hospital dell'Università di Medicina Tradizionale Cinese di Shanghai è stato ufficialmente pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nature Communications (IF: 15.7). La ricerca, intitolata "Brain-cervical lymph node crosstalk contributes to brain injury induced by subarachnoid hemorrhage in mice", è stata condotta da un team sotto la guida degli autori corrispondenti, il ricercatore Qianqian Liang e il professor Yongjun Wang, con l'assistente ricercatore Jinman Chen come primo autore.

Questo studio fornisce un'approfondita spiegazione meccanicistica del modo in cui gli eritrociti extravasati nel liquido cerebrospinale in seguito a un'emorragia subaracnoidea vengono drenati attraverso i vasi linfatici meningei verso i linfonodi cervicali, dove vengono inglobati e degradati dalle cellule endoteliali linfatiche midollari, innescando la neuroinfiammazione attraverso la proteasi lisosomiale Catepsina S. In particolare, in questa ricerca esplorativa di livello mondiale, il sistema LSCI (Laser Speckle Contrast Imaging) e il sistema WBP (Whole-Body Plethysmography) di Tow-Int Technology hanno fornito un supporto tecnico indispensabile per l'esecuzione e la validazione dei dati dello studio.

Background della ricerca

L'emorragia subaracnoidea (SAH) è un evento cerebrovascolare devastante con alti tassi di mortalità e disabilità. La sua progressione patologica non deriva solo dall'insulto fisico iniziale dell'emorragia, ma è anche strettamente correlata alle successive Early Brain Injury (EBI) e Delayed Cerebral Ischemia (DCI). Studi recenti hanno dimostrato che i vasi linfatici meningei fungono da collegamento anatomico tra il sistema nervoso centrale (SNC) e il sistema immunitario periferico, drenando gli antigeni del SNC ai linfonodi cervicali (CLN) e avviando risposte immunitarie specifiche. Tuttavia, il modo in cui i CLN partecipano all'immunopatologia delle lesioni cerebrali dopo SAH e i precisi meccanismi cellulari e molecolari coinvolti sono rimasti poco chiari.

Risultati chiave e approfondimenti meccanici

Il presente studio ha esaminato sistematicamente il percorso di questo asse immunitario integrando diversi modelli sperimentali e approcci tecnici:

2.1 L'asportazione dei linfonodi convalida l'importanza funzionale:
I ricercatori hanno rimosso chirurgicamente i linfonodi mandibolari (una componente importante dei linfonodi cervicali superficiali) nei topi. Hanno scoperto che in due diversi modelli di SAH (perforazione endovascolare e iniezione di sangue autologo), il gruppo che ha subito l'asportazione dei linfonodi ha mostrato miglioramenti significativi nei punteggi delle funzioni neurologiche (punteggi Garcia modificati), una riduzione del contenuto di acqua nel cervello, una diminuzione dell'infiltrazione di neutrofili del sangue periferico (CD11b+Ly6G+) e un minor numero di neuroni apoptotici TUNEL+ nella corteccia cerebrale. Questi risultati hanno confermato il ruolo di promozione delle CLN nella patologia della SAH.

2.2 Le cellule endoteliali linfatiche (LEC) mediano la clearance degli eritrociti:
La colorazione in immunofluorescenza ha rivelato che da 4 a 24 ore dopo la SAH, gli eritrociti extravasati (TER-119+) si sono co-localizzati con le LEC LYVE-1+ all'interno delle CLN, passando da una morfologia intatta a una degradata nel corso del tempo. Gli esperimenti di co-coltura in vitro hanno ulteriormente confermato che gli eritrociti marcati con CFSE sono stati internalizzati dalle LEC. In particolare, rispetto ai macrofagi (CD169+) nelle aree periferiche delle LN, le LEC hanno svolto un ruolo dominante nella fase iniziale della fagocitosi degli eritrociti.

2.3 Il sequenziamento di una singola cellula identifica la molecola chiave CTSS:
L'analisi di sequenziamento dell'RNA a singola cellula (scRNA-seq) delle CLN dopo SAH ha mostrato che i geni differenzialmente espressi nelle LEC midollari erano significativamente arricchiti nella via del lisosoma. Tra questi, l'espressione del gene Ctss, che codifica la catepsina S (CTSS), è risultata marcatamente upregolata. Il sequenziamento dell'RNA e la convalida della qPCR in vitro hanno confermato che la co-coltura con gli eritrociti ha indotto l'upregolazione dei trascritti di Ctss, insieme a quelli di varie citochine pro-infiammatorie (ad esempio, Tnf-α, *Il-1β*, Ccl2), nelle LEC.

2.4 Interventi genetici e farmacologici convalidano il bersaglio:
Per chiarire la funzione del CTSS derivato dalle LEC, lo studio ha costruito un modello murino Prox1-creER²; Ctssflox/flox ad eliminazione condizionata. Dopo l'induzione di tamoxifene, il knockout Ctss specifico per le LEC ha ritardato significativamente il tasso di degradazione degli eritrociti extravasati nelle CLN e ha migliorato efficacemente i deficit neurologici e la neuroinfiammazione indotti dalla SAH. Analogamente, anche la somministrazione sistemica dell'inibitore CTSS a piccola molecola LY3000328 ha prodotto effetti neuroprotettivi consistenti.

Supporto tecnico delle apparecchiature professionali di Tow-Int negli esperimenti chiave

In diverse fasi critiche dell'indagine meccanicistica, il team di ricerca si è affidato alle apparecchiature di monitoraggio fisiologico ad alta precisione di Tow-Int per ottenere dati affidabili ed escludere potenziali fattori confondenti.

3.1 Applicazione del sistema LSCI (Laser Speckle Contrast Imaging) di Tow-Int nell'analisi dell'emodinamica cerebrale:

Necessità scientifica: Per escludere la possibilità che gli effetti neuroprotettivi della delezione di Ctss o dell'inibizione farmacologica siano mediati da alterazioni dell'autoregolazione del flusso sanguigno cerebrale (CBF), era necessaria una quantificazione precisa del CBF dopo SAH.

Attuazione tecnica: Questo studio ha utilizzato il sistema Tow-Int LSCI per eseguire l'imaging di perfusione non invasivo a tutto campo della corteccia cerebrale di topo prima dell'induzione della SAH (basale) e a 15 minuti e 24 ore dopo l'intervento.

(b) Il flusso sanguigno cerebrale (CBF) rilevato dal sistema di imaging laser speckle blood flow prima della SAH, a 15 minuti e 24 ore dopo l'intervento di SAH in topi Prox1-CreER T2 /Ctss f/f e Ctss f/f.

Contributo ai dati e supporto alle conclusioni: I dati ottenuti dal sistema hanno dimostrato che, mentre tutti i gruppi hanno mostrato l'atteso forte calo del CBF dopo SAH, non c'è stata alcuna differenza statisticamente significativa nel flusso ematico cerebrale relativo (rCBF) in qualsiasi momento tra i gruppi knockout/inibitore di Ctss e i gruppi di controllo. Questi dati fondamentali hanno dimostrato che la neuroprotezione mediata da CTSS è indipendente dai cambiamenti nell'emodinamica cerebrale, concentrando così il meccanismo sulla via di regolazione immunitaria.

3.2 Applicazione del sistema di pletismografia a corpo intero (WBP) di Tow-Int nel monitoraggio della funzione respiratoria:
Il blocco dell'output sinaptico in SP5C di topi Nrxn123 cTKO ha ridotto significativamente la tosse indotta da NH₃. L'inibizione chemiogenetica dei neuroni SP5C ha soppresso fortemente le risposte alla tosse, mentre i controlli non ne hanno risentito.

Necessità scientifica: Negli esperimenti farmacologici è stato necessario confermare che l'inibitore della CTSS LY3000328 non ha soppresso i segni vitali di base, in particolare la funzione respiratoria, nei topi, garantendo che i miglioramenti neurologici osservati non fossero una conseguenza degli effetti collaterali del farmaco.

Attuazione tecnica: Lo studio ha utilizzato il sistema Tow-Int WBP per eseguire un monitoraggio non invasivo a lungo termine della frequenza respiratoria in topi che si muovono liberamente in un ambiente tranquillo.

Contributo ai dati e supporto alle conclusioni: I dati sulla frequenza respiratoria registrati dal sistema WBP non hanno indicato differenze significative tra i gruppi di inibitori e di controllo. Questo risultato ha escluso la possibilità che l'ipossia indotta dalla depressione respiratoria confondesse le valutazioni funzionali neurologiche, fornendo una prova fisiologica fondamentale della sicurezza dell'inibitore CTSS e rafforzando il rigore delle conclusioni dello studio.

Conclusioni

Tow-Int Technology si impegna a fornire soluzioni eccezionali per la ricerca sulle funzioni fisiologiche agli scienziati di tutto il mondo, favorendo scoperte innovative.

riferimento】

[1] Chen J, Wang J, Zheng W, et al. Brain-cervical lymph node crosstalk contribuisce al danno cerebrale indotto dall'emorragia subaracnoidea nei topi[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 8551.