IgG及其受体在神经系统的表达与功能研究

生理情况下，神经系统作为免疫隔离区，免疫细胞和IgG等大分子蛋白不能够到达，免疫反应处于抑制或被动状态。IgG是人体内最为重要的免疫球蛋白，传统上认为只有成熟的B淋巴细胞能够产生。近期研究发现多种非免疫细胞，如小鼠海马神经元，能够合成IgG，但其功能未知。这一发现使人们对神经系统的"免疫隔离"状态及其自我保护功能有了新的认识。随着研究的深入,神经-免疫系统对话将神经系统和免疫系统紧密联系在一起，成为神经学领域研究的热点，而神经源性IgG的存在对两大系统将具有非常重要的生理和病理学意义。本项目运用原位杂交、显微切割等多种形态和分子生物学方法证实人类及大鼠神经细胞能够合成IgG；并运用神经细胞原代培养、海马器官培养、IgG RNAi等技术研究生理及病理情况下神经源性IgG及其受体的功能，以期探讨神经源性IgG在两大系统中的角色及其是否在神经-免疫系统对话中发挥作用。

传统免疫学认为只有成熟B淋巴细胞能够合成IgG，而神经系统作为免疫隔离区，大分子免疫蛋白(如IgG)不能够到达。在本项目的前期研究中，我们证实了人神经元能够广泛合成并分泌IgG，其序列相对稳定，而且其受体在星形胶质细胞和小胶质细胞胞膜上均有表达。因此，我们推断神经源性IgG在神经系统生/病理状态下发挥重要作用。. 本项目实验结果显示：①IgG重链（Igγ）和轻链（Igκ及Igλ）共表达于超过80%的神经元以及眼内神经节细胞中；IgG蛋白和mRNA共表达于人和大鼠大脑皮质、海马、小脑、脑干、视网膜；单个神经元显微切割RT-PCR证实IgG恒定区及多个可变区片段的存在，从而说明人和大鼠的中枢、外周神经元以及眼内节细胞可以合成IgG。为了进一步研究神经源性IgG的功能，我们选取大鼠和人中脑黑质多巴胺能（DA）神经元、大脑皮质神经元以及视网膜色素上皮（RPE）细胞系（ARPE-19）作为进一步的研究对象。②针对神经源性IgG恒定区序列设计siRNA，下调神经源性IgG的表达。与对照组相比：神经源性IgG可以提高RPE细胞增殖能力、迁移能力以及有丝分裂率，并抑制其凋亡；可以激活RPE细胞的TLR4和CD64通路并影响炎症因子(如TNF-α、IL-10)的表达，进而在维持眼内的免疫平衡中发挥明显作用。③通过帕金森病（PD）的体内外模型我们发现：在生理浓度下，神经源性IgG可以激活小胶质细胞TLR4及CD64通路，并减少小胶质细胞释放NO，对经6-OHDA刺激的DA神经元起到显著的保护作用。④用补体诱导神经元凋亡，神经源性IgG水平明显提高；而将IgG中和后，补体诱导的神经元早期凋亡明显增多，表明神经源性IgG有保护神经元的作用；同时神经源性IgG还可以降低小胶质细胞的活性，保护神经元免受补体诱导下小胶质细胞释放的过量NO引起的损伤。. 本项目阐明了生/病理情况下，神经元可以产生IgG；神经源性IgG不仅参与调解生理情况下神经细胞的活性及生物学行为，维持神经系统局部免疫平衡，而且参与了帕金森病、老年性黄斑变性等疾病的发生发展。我们的研究结果对神经系统“免疫隔离区”的概念提出新的补充，同时阐明了神经源性IgG对神经元和RPE细胞的影响以及可能的作用机制，对帕金森病和老年性黄斑变性的发病机制、预防及治疗措施提供了相关理论依据。