EAE过程中A2aAR介导的信号通路对小胶质细胞表型和功能的双向调节作用

We found the adenosine receptors and their antagonists played a prominent role in regulation for the CNS inflammatory injury in our previous study. To explore the bidirectional regulation of A2aAR-mediated signaling pathway for controlling the phenotype and function of microglia switched from M1 to M2 during EAE development and progress.For the first time, we apply the microglia/macrophage specificity A2aAR knockout mice, together with antagonist intervention, to analyze the correlation among the EAE phenotype, adenosine level, A2aAR density, related protein kinase activity and switching of the phenotype and function of microglia (M1 / M2). In addition, microglia from A2aAR knockout and wild type mice will be cultured in vitro to establish the LPS-induced inflammatory cell model. By pretreating with adenosine, A2aAR agonist and antagonist, in accompany with PKA/PKC agonist and antagonist, we will further demonstrate and screening the A2aAR signaling pathway that occupied a direct bidirection switch effect of microglia. It will offer a new target in therapeutic strategy for new drug development.

我们前期研究发现腺苷受体及其拮抗剂对中枢免疫炎症损伤有明显的调节作用。本项目旨在探讨A2aAR介导的信号通路对主导中枢炎症反应的小胶质细胞表型转换的调控作用及其机制。在国际上首次采用小胶质细胞/巨噬细胞特异性A2aAR基因敲除小鼠，叠加拮抗剂干预，分析各组别EAE表现变化与腺苷水平、A2aAR密度、相关蛋白激酶活性、小胶质细胞表型和功能的转换(M1/M2)等之间的联系；并体外培养A2aAR敲除或野生型小鼠的小胶质细胞，建立LPS-炎症细胞模型，运用腺苷、A2aAR激动剂或拮抗剂预处理，叠加蛋白激酶PKA/PKC的激动剂或拮抗剂进行干预，论证与筛查对小胶质细胞表型转换（从M1到M2）有直接双向调控作用的A2aAR相关信号通路，阐明A2aAR对中枢炎症损伤的调节作用机制。为新药研发提供新靶标。

前期研究发现，腺苷A2AR对中枢炎症反应有较强的调节作用，机制还不清楚。本项目采用A2AR拮抗剂/激动剂对中枢免疫炎症反应的经典EAE模型进行多批次的药理学干预试验，评价A2AR及其配体对EAE中枢炎症反应的调节作用（药理效应），研究发现，A2AR的拮抗剂咖啡因、SCH58261等慢性处理能减缓EAE发病、减轻病情、减轻炎症病理反应。揭示A2AR的拮抗剂对中枢炎症的调控作用是通过A1R/A2AR而发挥作用的。提示咖啡因和拮抗剂可作为开发治疗MS的药物研究靶点。A2AR拮抗剂干预能促使小胶质细胞的表型由M1型向M2型大量转换，炎症反应得到有效控制。A2AR的配体对中枢炎症的减缓作用及其机制可能与脑内小胶质细胞活化与抑制的双向调节机制有关。采用选择性小胶质细胞A2AR基因敲除小鼠与野生型小鼠进行对照试验，评价小胶质细胞A2AR基因敲除对EAE中枢炎症反应的直接影响，A2AR敲除组（KO组）与野生组（WT组）相比，发病延后、EAE症状和炎症病理变化减轻、小胶质细胞M1表型相关的促炎细胞因子减轻、M2表型相关的抑炎细胞因子也减轻。揭示小胶质细胞A2AR参与了中枢炎症反应的双向调控机制。当A2AR的激动剂激活小胶质细胞的A2AR，M1表型分泌的促炎因子明显下降，M2表型分泌的抑炎因子也明显下降，当A2AR敲除，小胶质细胞上的A2AR灭活，激动剂对M1表型分泌的促炎因子无明显作用；对M2表型分泌的抑炎因子也无明显作用；当A2AR的激动剂激活小胶质细胞的A2AR，小胶质细胞M1/M2表型分泌的促炎因子比值明显下降，当A2AR敲除，小胶质细胞上的A2AR灭活，激动剂对小胶质细胞M1/M2表型分泌的促炎因子比值无明显下降。正反两方面的试验研究证据表明，A2AR拮抗剂对中枢炎症的调节作用是通过小胶质细胞的表型改变（M1/M2转换）调控炎症细胞因子的分泌而发挥双向控制炎症反应的作用。