背景

创伤性脑损伤 （TBI） 是导致死亡和残疾的主要原因，造成重大的社会经济和公共卫生负担，估计每年有 6400-7400 万人患有 TBI 。虽然 TBI 的患病率以年轻人和老年人为中心，但 TBI 的后果在老年人群中更为严重。恢复较慢，功能、认知和社会心理结局较差，都突出了年龄对整体 TBI 发病机制的影响 。引人注目的是，仅在 2021 年，美国就有 69,473 例与 TBI 相关的死亡，这凸显了疾病缓解干预措施的必要性。TBI 尚无全面的药物治疗，损伤的多样性仍被认为是转化有效疗法的重要障碍。尽管 TBI 会受到许多变量的影响，但人们普遍认为神经炎症会导致 TBI 后的不良结局。有证据表明，先天免疫细胞和适应性免疫细胞的协同功能对于协调和维持健康的大脑微环境至关重要，但在 TBI 后变得功能失调。这种功能障碍导致持续的、不受控制的神经炎症反应，从而对结果和恢复时间产生不利影响。事实上，针对炎症反应的疗法在临床前和单中心试验中显示出疗效;然而，它们在更大规模的多中心临床试验中未能显示出改善。这可能是由于大多数预防性 TBI 研究倾向于单独分析这些细胞反应，干预措施侧重于针对单一细胞模式。现在很明显，TBI 中的神经炎反应并不局限于单一细胞类型，更复杂的细胞相互作用的组合更有可能决定了炎症级联反应的性质。因此，为了开发更有效的治疗方法，我们需要更深入地了解先天免疫反应和 ADAP 免疫反应之间的双向串扰，以及它们如何全面促进 TBI 诱导的神经炎症.

TBI 中的神经炎症

     了解 TBI 中细胞相互作用和信号级联的复杂性和挑战主要是由于损伤的异质性。原发性损伤导致骨折、颅内出血、硬膜外和硬膜下血肿、脑挫伤和神经组织的直接机械损伤引起的脑损伤。继发性损伤发生在头部撞击后立即发生，引发级联反应，包括神经炎症，这些炎症可以持续数周甚至数年，导致神经功能损害。暂时性损伤导致血脑屏障 （BBB） 功能障碍、神经损伤和内源性损伤相关分子模式 （DAMP） 的释放。这些 DAMP 随后与模式识别受体 （PRR） 结合，例如先天性（小胶质细胞/星形胶质细胞）或适应性（骨髓/淋巴样）细胞上的 toll 样受体 （TLR），从而导致它们的免疫激活。结合 PRR 的 DAMP 的分子多样性很大（在中进行了综述），它们在创伤后的显著性至关重要，DAMP 水平与损伤严重程度相关，与临床结果呈负相关。事实上，临床洞察力为识别继发性损伤触发和过程提供了宝贵的转化知识，这些信息可以确定治疗干预的途径。

TBI 中神经炎症的临床标志

      大脑的物理创伤会导致 BBB 破坏，纤维蛋白原、免疫球蛋白增加和血清白蛋白商的脑脊液 （CSF） 升高，可在临床评估后数小时内检测到，持续数周甚至数年。血清和脑脊液中脑特异性胶质纤维酸蛋白 （GFAP）、泛素羧基末端水解酶同工酶 L1 （UCH-L1） 和 S100 钙结合蛋白 B （S100B） 水平的增加与早期屏障通透性相关 。同样，基质金属小蛋白酶 （MMP）和补体培养基 C3、因子 B 和 sC5b-9 的 CSF 水平升高也与 BBB 功能障碍有关。严重 TBI 患者的脑脊液还含有 DAMP、PRR 和 PRR 激活下游的介质，高迁移率族蛋白 B1 （HMGB1）、双链 DNA （dsDNA） 水平升高，黑色素瘤 2 （AIM2） 中不存在，apop tosis 相关斑点样蛋白 （ASC），NLR 家族 Pyrin 结构域包含 1 （NLRP1） 和 caspase-1。液体生物标志物（CSF/血清/血液）显示细胞因子和趋化因子的时间增加，包括相应干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子、转化生长因子和 C-C 基序配体家族的记忆（表 1）。事实上，来自 TBI 患者的组织样本表明，这种炎症反应由先天性和适应性细胞成分组成，包括单核细胞/巨噬细胞、反应性小胶质细胞、多形核细胞以及 CD4+、CD8+ T 细胞。使用正电子发射断层扫描 （PET） 扫描，TBI 患者显示小胶质细胞中的转运蛋白 （TSPO） 表达升高，表明小胶质细胞激活，可在受伤后长达 17 年内看到。事实上，在脑组织中，活化的小胶质细胞（CD68+、CD11b+、TMEM119+）在损伤后的急性和慢性时间点高度表达，以及toll样受体（TLR）信号的标志物，包括TLR4和髓样分化主要反应88（Myd88）。在 TBI 后的血液样本中观察到外周细胞贡献，CD4+ 和 CD8+ 以及自然杀伤 （NK） 细胞数量急剧减少，随后损伤后 T 调节 （Treg） 细胞短暂增加。这些反应的时间序列可能受损伤严重程度的影响，在损伤后5日观察到Th17型CD4 T细胞与IL-17和IL-22一起扩增。同时，NK 细胞的 T-bet 表达减少，IFNγ 和 TNFα 降低，所有这些都表明 TBI 后细胞特异性反应。

TBI 动物模型中神经炎症的标志

      事实证明，动物模型对于研究 TBI 和揭示原发性和继发性损伤下的复杂机制具有不可估量的价值。与临床研究类似，临床前模型显示数小时内每兆 BBB，损伤后约 7-10 天自发闭合。从机械学上看，TBI 已被证明会影响神经血管单位的过程，减少紧密连接蛋白（密蛋白、咬合蛋白）和周细胞丢失 。在 TBI 模型的范围内，受伤后各种信号和触发因素升高，包括 DAMPS、细胞因子、趋化因子和可溶性因子，类似于先前在临床研究中发现的那些。至关重要的是，它们的时间和细胞依赖功能会受到无数环境依赖因素的影响（图 1）。从广义上讲，实验性 TBI 会增加 DAMP 的水平，包括 HMGB1、ATP、热休克、GM-CSF、mtDNA 和 S100 蛋白及其受体，例如 TLR 和晚期糖基化终产物 （RAGE） 受体和嘌呤能受体。此外，促燃烧细胞因子 TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-18、IFNγ、I 型干扰素 （IFN）、抗炎细胞因子 Arg-1、IL-4、IL-10、TGF-β 和趋化因子 IL-8、MCP1、CCL2、CCL5、CXCL2 水平的变化都参与了 TBI 模型中炎症的整体性质。

先天 CNS 反应

      小胶质细胞是常驻的中枢神经系统 （CNS） 免疫细胞，约占小鼠和人脑细胞数量的 10-13%。它们的主要功能可分为包括监测枪、吞噬作用和可溶性因子的分泌。为了确定功能，小胶质细胞对 CNS 内的变化和环境特异性刺激做出反应，引发各种定制的反应。在 TBI 模型中，在急性和慢性时间点都观察到 TAM 的动态范围，最初通过响应 ATP 介导的嘌呤 gic 信号传导而采用吞噬状态来清除坏死碎片。在 TBI 后的几天和几周内，小胶质细胞承担各种功能，包括但不限于启动免疫反应、联合吞噬和清除吞噬作用、通过与神经元的双向突触接触影响神经元活动，以及促进神经原 esis 的潜力。这种动态功能通常由 Cd11b、CD68、CD86 和 MHCII 标志物的表达来描述，并伴随着促炎介质（如 TNF-α、IL-1β、NOX、IFN）的释放，或者 CD206 和 Arg-1 标志物的表达以及抗炎因子（包括 IL-10 和 TGFβ）的释放 。从机制上讲，这种功能是由免疫触发因素决定的，这些免疫触发因素向小胶质细胞发出信号，使其发生形态改变，导致高度激活的状态，从而释放可溶性因子。具体来说，小胶质细胞对激活PRR的DAMP有反应，TBI上调HMGB1、TLR2、TLR4和NF-κB。此外，TLR2 和 TLR4 缺陷小鼠的 TNF-α、IL-1、IL-6 和 NF-κB 信号传导水平降低，证明它们在 TBI 诱导的促炎反应中的作用。除 TLR 外，嘌呤能受体 P2Y6、P2Y12 和 P2X4 还检测受损细胞释放的 ATP 并影响 TBI 后的小胶质细胞反应。除了产生细胞因子和趋化因子外，TAM 还采用通过慢性 NOX2 激活促进氧化应激的功能状态。最近，在 TBI 后的亚急性和慢性时间点，小胶质细胞的药理学耗竭被证明具有神经保护作用并改善结局，低于它们在有害的 TBI 诱导的神经炎症反应中发挥的关键作用。与小胶质细胞类似，星形胶质细胞经历形态、分子和功能重塑，它们的分类现在由它们在特定病理环境中的多因素影响之和决定。在健康环境中，星形胶质细胞有助于免疫信号传导、突触发生调节、用于交配和维持的 BBB、神经递质循环、离子和水稳态以及血流控制 。在 TBI 中，星形胶质细胞以胶质瘢痕的形成而闻名，作为限制二次损伤和促进再生的保护机制 。星形胶质细胞增生在 TBI 模型中按 GFAP+ 和波形蛋白增加进行分类，但远离神经胶质瘢痕，这种胶质增生的形态学意义是节奏和空间动态。它们会导致损伤后脑水肿，并且GLT-1、GRALAST和EAAT1/2的表达降低，证明了它们在TBI诱导的谷氨酸失调中的作用。它们还通过 DAMP/TLRs 信号转导以及 TBI 后促炎细胞因子和慢性补体产生直接促进免疫反应 。高通量测序和组学分析的最新进展已经生成了数据集，开始揭示 TBI 中星形胶质细胞的上下文特异性 ，但这些研究仍处于早期阶段，特别是考虑到支撑 TBI 标志特征的异质性免疫反应的范围（图 1）。此外，这些反应通常涉及不止一种细胞类型，表现出双向通讯，如坏死神经元释放 HMGB1、激活微胶质细胞 TLR4 以及随后增加星形细胞水通道蛋白-4 （AQP4） 水平，影响 TBI 后的 BBB 动力学 。事实上，这种通讯现在正在疾病环境中进行探索，小胶质细胞释放 C1q、IL1β 和 TNFα 表明，通过分泌 APOE 和 APOJ 中所含的脂质，星形胶质细胞转变为神经毒性状态。阻断这种相互作用在卒中后是有益的，表明在 TBI 中对这种通路的研究可能会产生有希望的靶点来减少炎症介导的细胞死亡通路。

适应性免疫反应

外周相互作用和细胞特异性过程在 TBI 的整体神经炎症反应中起重要作用。暂时地，在几分钟内，初始中性粒细胞波穿过 BBB 吞噬受伤组织，随后发出有效的化学引诱信号，促进外周巨噬细胞和淋巴细胞的迁移和浸润（图 1）。脑实质内这些细胞事件的时间序列已在其他地方进行了广泛的综述。在这篇综述的范围内，我们想讨论适应性免疫反应对其在脑膜屏障相互作用的贡献，包括最近发现的富含免疫的淋巴管界面。

脑膜结构和屏障

      脑膜是 CNS 保护和功能结构的重要组成部分，由三个不同的层组成：最内层的软脑膜、中间蛛网膜和外层硬脑膜。在结构上，硬脑膜主要由将其固定在颅骨上的胶原纤维以及将硬脑膜与蛛网膜分开的纤维原始细胞薄层组成。此外，硬脑膜包含带孔的血管和淋巴管，它们与外围形成连接。硬脑膜下方是蛛网膜屏障层，由外层的上皮样细胞组成，这些细胞通过紧密的连接相互连接。正是这个屏障是血液-CSF 屏障的关键组成部分，限制了分子从硬脑膜到蛛网膜下腔的运动。杆突下腔是脉管网络和免疫细胞的宿主，蛛网膜小梁由连接蛛网膜和软脑膜的成纤维细胞样细胞组成。CSF 在这个空间内流动，提供大脑营养和浮力，以及通过静脉流动和舞蹈丛中的吸收运输清除废物。软脑膜紧密粘附在大脑上，由一层薄薄的成纤维细胞组成，然后是将其与下面的胶质细胞限制蛋白隔开的基底膜。蛛网膜和软脑膜通常被称为软脑膜，其中无孔脉管系统包含紧密的连接，形成软脑膜条状。最后，神经胶质细胞限制素由星形胶质细胞末端足突构成，在脑实质和软脑膜之间形成边界。

脑膜淋巴管 （mLVs）

      淋巴管内淋巴管系统的存在，虽然在17世纪的各种解剖学描述中被暗示并经常被误解，但在18世纪后期，解剖学家保罗·马斯卡尼（Paolo Mascagni）首次对淋巴管系统进行了视觉描绘。然而，在此之后，关于这些淋巴管的知识变得相对模糊，直到 20 世纪中叶。它在现代小鼠 和人类中的“重新发现”导致了神经科学内部的兴趣重新崛起，挑战了“免疫特权”大脑的长期教条。从解剖学上讲，健康的脑膜淋膜双管 （mLV） 与硬脑膜窦、动脉和静脉一起存在，包括矢状上窦、横窦、乙状窦、关节盂后静脉、鼻喙静脉、脑膜中动脉和翼胫骨齿动脉 。对淋巴管机械发育的见解主要来自对外周组织网络的研究。在小鼠中，淋巴管系统 （LV） 的形成主要是静脉来源的，起源于胚胎发生过程中的主静脉。在胚胎第9.5天（E9.5），一个静脉内皮细胞亚群表达Sox18（一种与SRY相关的HMG盒转录因子），该转录因子可激活prospero homeobox 1（PROX1）。这种 PROX1 激活诱导特异性淋巴内皮细胞 （LEC） 基因表达，并通过与核受体 COUP-TFII 结合来抑制血液内皮细胞特异性基因 。事实上，Prox1-/-内皮细胞不表达LEC标志物，而是保留了血管内皮特性，证明了它们作为淋巴身份的主要调节因子的作用。最终，Sox18-PROX1 激活启动了 LEC 特性的获得，用于随后形成淋巴囊和淋巴管网络。额外的淋巴管生成介质包括淋巴管内皮透明质酸受体 1 （LYVE-1），它增加血小板聚集蛋白 podoplanin （PDPN） 在 E12.5 的 LEC 中的表达。血管内皮生长因子受体-3 （VEGFR-3） 的输精管内皮生长因子 C （VEGF-C） 激活对于 LV 从隐患静脉发芽也是必不可少的，使 LEC 能够迁移并形成淋巴囊，在 E12.5 处可见。芽和芽进展到 E14.5，此时淋巴发育阶段完成。与外周 LV 的胚胎形成相反，颅内 mLV 的发育发生在出生后，以 VEGF-C 依赖性方式发生。从颅底开始 LEC 发芽从出生开始，出生后 P0。在时间上，淋巴管生成在最初几周内与静脉、动脉和颅神经一起以特征性模式继续。mLVs出现在P2的筛板，P4之后的脑膜中动脉，并在P8处生长到横窦。在 P13 和 P20 之间，淋巴管沿横窦扩张，出现在 P16 的鼻窦交汇处，然后通过 P20 将矢状窦的长度向嗅球延伸。此时，mLV 开始发挥作用，将内容物从 CNS 排入颅底的外周淋巴系统，mLV 网络在大约 P28 处完全发育。在功能方面，mLV 可分为薄壁“初始”淋巴管和较大的“收集”血管。在小鼠中，初始淋巴管具有高度渗透性，位于背侧靠近横窦和矢状上窦。初始淋巴 IC 缺乏平滑肌细胞 （SMC） 覆盖，由不连续的纽扣状 LEC 连接组成。这些纽扣状连接由紧密连接和粘附的相关蛋白质组成，这些蛋白质将相邻的 LEC 连接在细胞之间的叉指 f 圈的底部。这种瓣状重叠创造了微型瓣膜，允许间质液、大分子、可溶性抗原和免疫细胞（包括抗原呈递细胞（APC））进入。相比之下，颅底的集合淋巴管被 SMC 包围，以帮助推动液体运动，并包含紧密连续的拉链状连接和次级腔内瓣膜。T his 使它们几乎不渗透，促进单向引流，同时防止淋巴回流 。在小鼠和人类中，集合脑膜淋巴管沿颈静脉延伸，通过各种孔离开颅骨，然后与主要流入颈深淋巴结（dCLN）的外周集合淋巴管合并。在从初始淋巴管到收集淋巴管的旅程中，液体会转变为专门的预收集淋巴管。它们位于基底孔，由于缺乏SMC，因此表现出原始血管和集合血管的特征，但包含单向阀和纽扣状和拉链状连接点的混合物。这些发现强调了各种 mLV 亚群的不同形态学特征，为它们在从 CNS 到外周的免疫细胞和 CSF 废物清除级联反应中的特殊作用提供了见解。

从大脑到外围的（以前缺失的）链接

     2015 年在硬脑膜中发现的 mLVs 的多组发现证明了这些血管在脑脊液引流到 dCLN 之前作为 CSF 的初始聚集位点的作用。从物理上讲，蛛网膜屏障将蛛网膜下腔中包含的 CSF 与硬脑膜分开;然而，来自大脑的 CSF 车废物和免疫信号到达硬脑膜中这些 mLV 的机制尚不清楚。以前有传言认为，蛛网膜颗粒（蛛网膜基质突起到硬脑膜静脉窦中）使脑脊液能够直接引流到血流中，但注入中枢神经系统或脑脊液的示踪剂可以直接引流到dCLN，这表明必须有一条绕过血流从脑脊液到硬脑膜的直接途径。2024 年，一项开创性研究确定了连接蛛网膜下腔和硬脑膜的桥接静脉周围的蛛网膜袖口。这一发现是通过实验得出的，这些实验涉及将示踪剂注射到脑池内 magna （i.c.m） 并观察它们的运输。实验表明，i.c.m. trac ers 在到达血液或 dCLN 之前就被运送到硬脑膜中，这表明引流直接从 CSF 进入硬脑膜，然后被淋巴管排出。硬脑膜和下突间隙之间的连接由桥接静脉组成，这些静脉在蛛网膜屏障中产生不连续性，形成称为蛛网膜袖口出口 （ACE） 点的结构。ACE 点存在于人类中，可以双向工作，使分子和免疫细胞能够从硬脑膜进入大脑。这可能解释了脑膜免疫细胞的细胞因子反应如何影响大脑功能，这一发现将塑造我们在未来 TBI 研究中对神经炎症的思考方式。

脑膜内的免疫环境

      现在人们认识到，脑膜层是重要的免疫储存库，承载着一系列适应性免疫细胞，这些细胞首先通过血管或颅骨骨髓发育，这些骨髓通过专门的血管通道连接硬脑膜。脑膜层通常包含淋巴样细胞、巨噬细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞、树突状细胞（1型和2型经典树突状细胞、浆细胞样树突状细胞和迁移性树突状细胞）、中性粒细胞、先天性淋巴样细胞（ILC）、自然杀伤细胞、浆细胞、B细胞（未成熟和成熟）和T细胞（CD4、CD8和T细胞受体γ/δ（TCRγδ））。按比例，这些细胞的分布在不同层之间有所不同，与软脑膜层相比，硬脑膜在很大程度上被认为包含更高的免疫细胞多样性和频率。这可能归因于需要组织特异性支持，硬脑膜窦周围的生态位环境包含先天性淋巴细胞、巨噬细胞、T 细胞、B 细胞和浆细胞 。在软脑膜外层细胞中，巨噬细胞、CD4 和 CD8 细胞主要存在于含有嵰状下腔的脑脊液中血管周围。

脑膜巨噬细胞

      巨噬细胞是异质性细胞群，根据其位置和表型执行不同的功能。脑膜巨噬细胞属于一个称为边界相关巨噬细胞（BAM）的特殊组，起源于卵黄囊CD206+髓系前祖细胞。在成人中，软脑膜 BAM 可通过 CD206、Lyve1、P2rx7 和 Egfl7 表达进行转录描绘。相比之下，成人硬脑膜 BAM 与软脑膜 BAM 不同，因为它们缺乏 Lyve-1 表达，并且可以根据主要组织孔相容性复合物 II（MHCII）表达进行转录分成亚组。在稳态或疾病条件下，这可能代表不同的作用，MHCIIHi BAMs 显示出更高水平的 CCR2，而 MHCIIlow BAMs 包含包括 Clec4n、Clec10a 和 Folr2 表达的基因特征。值得注意的是，驱动出生后MHCII高分化或低分化的决定性因素是fms内含子调节元件（FIRE），它是集落刺激因子1受体（CSF1R）及其下游信号传导的高度保守的超级增强子。在 CSF1R 缺失模型（或通过 Pexidartinib （PLX） 抑制）中检查小胶质细胞驱动的炎症的研究中，这可能值得考虑，因为 CSF1R 在调节脑膜免疫方面的作用尚未得到充分研究。在健康环境中，BAM 的功能作用在很大程度上是未知的，但有证据表明它们可以充当抗病毒防御的哨兵。淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒感染（LCMV）后，BAM迅速被激活，获得病毒抗原，并通过浸润对解决感染至关重要的细胞毒性T淋巴细胞触发参与。此外，在 BAM 中诱导 1 型干扰素-Stat1 抗病毒通路，阻断进一步的 LCMV 感染。Tran 颅骨递送 PLX3397 或 PLX5622 以特异性消耗 BAMs 导致 LCMV 感染小鼠死亡，强调了在病因中包含炎症成分的 CNS 疾病模型中进一步调查 BAM 的重要性。

边界相关的树突状细胞

      树突状细胞 （DC） 是专业的 APC，在外周层和脑膜层的免疫监视中起关键作用。脑膜和脊状神经丛中的树突状细胞起源于循环和颅骨骨髓前体树状细胞，在这些部位转化为传统的树突状细胞 （cDC）。对其运输能力的研究表明，外周树突状细胞可以通过C-C基序趋化因子受体2、趋化因子配体2（CCR2-CCL2）信号通路跨屏障位点迁移到CNS中。这种迁移可以是双向的，在注射到 CSF 或脑实质后 3-7 天在颈部和辅助淋巴结中观察到 DC。脑膜介导的 DC 迁移性引流通过初始 mLV 以 CCR7 依赖性方式发生。CCR7 是 DC 向配体 CCL19 和 CCL21 迁移的有效受体，它们在淋巴肽管中高度表达（图 2）。在病理状态下，DC 识别并捕获抗原，上调 CCR7 并迁移到初始 mLV，然后排入 dCLN，在那里它们可以激活抗原特异性 T 细胞炎症反应。事实上，硬脑膜和筛板 mLV 表达 CCL21，促进了 DC 迁移和引流到外周淋巴结的梯度。此外，硬脑膜成纤维细胞样细胞表达 CCL19，为脑膜内 CCR7 介导的信号传导提供进一步刺激;然而，这些成纤维细胞与 CNS 淋巴引流的作用尚不明确。总的来说，脑膜和 CSF 内的 DC 群体可能同时包含实质浸润 DC 以及转运至淋巴结的迁移性引流 DC，这表明特定疾病状态特有的整体神经炎症环境会影响 DC 容量、引流和抗原呈递。

边界相关 T 细胞

     先天性 CNS 和适应性免疫反应之间的相互作用有助于疾病环境中的神经炎症。T 细胞存在于脑膜间隙，在硬脑膜和筛子形成淋巴部位发现的细胞群 。在将 T 细胞注射到 CNS 到健康或病变小鼠体内后 12-48 小时观察到 T 细胞迁移到 dCLN 的初步证据 ，随后的淋巴消融研究提供了通过硬脑膜 mLV 的 T 细胞迁移途径的广泛特征。从机制上讲，T 细胞通过 mLV 引流到 dCLN 中的方式是依赖于 CCR7 的 ，这一过程类似于炎症诱导的外周 T 细胞迁移。事实上，在人类脑脊液中发现了表达 CCR7 的 T 细胞，其中大多数被认为是在健康的杆状子间隙内诱导免疫监视的中枢记忆 T 细胞。虽然转运到 dCLNs 可能会减少脑膜 T 细胞库，但它们会被通过硬脑膜窦进入大脑的血液循环 T 细胞补充，并采用组织驻留表型 。事实上，有证据表明硬脑膜窦处 APC 和 T 细胞的密度升高，是 APC 获得血源性或脑源性抗基因的活性位点，将它们呈递给局部 T 细胞。从功能上讲，调节良好的适应性免疫反应的作用至关重要，因为CD4+和TCRγδ细胞可以通过细胞因子分泌物（包括IL-4、IL-17和IFNγ）影响中枢神经系统神经元、神经胶质细胞和稳态活动。此外，缺乏功能性 T 细胞的小鼠，因此缺乏向 dCLN 的 T 细胞引流，在探索性、社交和认知行为方面存在显着缺陷。这些缺陷在 T 细胞或次级淋巴器官淋巴细胞的过继转移后发生逆转，进一步证明了它们在调节 CNS 行为中的重要作用。

边界相关 B 细胞

      B 细胞在适应性免疫反应中发挥着多种作用。它们主要以其抗体生产和产生抗体的浆细胞的前体而闻名，它们还充当 APC，以及促炎细胞因子和趋化因子的产生者。在人类中，B 细胞和浆细胞在 CNS 实质内的表达很少，但它们大量位于脑膜中，特别是硬脑膜层。在小鼠中，脑膜B220+CD11c−B细胞的鉴定最早是在硬脑膜mLVs中报道的，随后的单细胞测序研究确定了不同的祖细胞、早期和常驻B细胞群。组成性上，B 细胞占硬脑膜内所有 CD45hi 细胞的 ~ 15-30%，包括从前 B 细胞到成熟 B 细胞的 B 细胞发育的多个阶段。脑膜 B 细胞局部来源于颅骨骨髓生态位，然后通过专门的颅骨血管通道迁移到脑膜 。在这种颅骨-脑膜迁移之后，B 细胞在局部完成它们的发育，CXCL12 和 CXCR4 等因素对它们的存活和分化至关重要。IL-7 还与脑膜中的其他生态位因子（包括 CNS 特异性抗 gen 髓鞘少突胶质细胞糖蛋白）一起参与支持 B 细胞发育。在大多数情况下，CNS 中的大多数成熟 B 细胞是幼稚的 IgM+ 细胞，只有少量的 IgA+ B 细胞。在迁移方面，B 细胞能够以类似于 T 细胞对应物的方式通过 mLV 引流到 dCLN。浆细胞 （IgA+） 也存在于脑膜中，其中一部分来自肠道浆细胞。这种脑膜浆细胞表达与年龄有关，年轻小鼠显示IgA+细胞，在老年小鼠中转变为IgG+和IgM+浆细胞表型。

临床 TBI 中脑膜破裂的神经影像学

      神经影像学提供有价值的数据，以帮助 TBI 后的患者评估和诊断。常见的成像方式包括常规的CT和MRI，常用于GCS<13患者的损伤指征的临床病情检查[283]。CT 扫描用于对损伤程度（病变、骨折）、硬膜外、硬膜下或颅内出血、外伤性蛛网膜下腔出血和心室异常的 I 类初始评估。这些数据有利于诊断机械诱发的原发性创伤，但需要复杂的成像技术来检测大脑结构的细微损伤和继发性损伤过程。对失调的继发性损伤级联反应的增强成像，包括葡萄糖代谢（功能性MRI）、弥漫性轴突损伤（弥散张量成像，DTI）、蛋白质积累和神经炎症反应（放射性示踪剂正电子发射断层扫描，PET），可能导致发现新的成像生物标志物和治疗方法。使用造影剂（如钆）的 MRI 技术进步提高了诊断图像的特异性，从而能够识别新的生物标志物并深入了解疾病进展。通常，钆无法穿过血脑屏障，因此当在脉管系统外侧检测到时，钆可以作为蛋白质和其他大分子泄漏的替代物。钆造影剂后 f luid-衰减反转恢复 （FLAIR）-MRI 将高强度 T2 加权与脑脊液 （CSF） 信号的衰减相结合。这允许检测钆造影剂穿过受损屏障泄漏到 CSF 空间，并突出显示 CSF 相邻边界的高信号区域。T his 与 TBI 相关，因为血管损伤可发生在实质和穿过脑膜的血管中。硬脑膜和蛛网膜下腔的脑膜动脉和静脉特别容易受到 TBI 的主要影响。事实上，最近的研究结果表明，与脑膜损伤和炎症相关的创伤性脑膜增强 （TME） 是 FLAIR-MRI 在 TBI 后患者中观察到的一种新型生物标志物（表2）。

      尽管在神经炎症和神经系统疾病中观察到脑膜增强，但它在 TBI 中的鉴定是一个相对较新的发展（表 2）。2014年，Roth和col leagues首次报道了约50%的轻度TBI（mild TBI， mTBI）患者脑膜局灶性增强。一项时间随访研究确定了类似的 TBI 诱导的 TME 阳性患者 （50%），其中 76% 的患者在受伤后约 22 天表现出消退;然而，17% 的患者 TME 持续数月（受伤后 72-103 日。该 TME 时间过程可能与损伤严重程度相关并受其影响，在中度至重度 TBI 患者中，在损伤后 1 年检测到 TME。总的来说，这些可能代表在受伤后数周、数月和数年内发生在该隔室内的慢性炎症或其他继发性损伤级联反应。从解剖学上讲，TME 阳性 mTBI 患者表现出硬脑膜的厚线性脑膜增强，包括弥漫性和局部凸起模式，以及 falx cerebri 的增强。随着数据和研究量的增加，阳性 TME 检测的诊断价值变得更加明显。TME 特征已被证明与意识丧失有关，这意味着有临床意义的头部损伤，FLAIR 成像方案在检测 CT 扫描中不可见的创伤相关异常方面表现出优势，区分急性创伤和非特异性疾病。具体来说，FLAIR 方案在识别 TME 的存在与否方面优于 T1W1 造影剂后序列，其中 T1W1 在 38% 的患者中未能显示，而使用 FLAIR 很容易显示 TME。为了深入了解与 TBI 诱导的脑膜增强相关的生物机械神经过敏，TME 患者的转录组学分析确定了 76 个差异表达基因，包括 IgA、FCαR、MCTP2、GPR2 的增加和 CD79A 的降低。此外，在 TBI 患者的硬脑膜和脑脊液中发现了先天性淋巴细胞 （ILC），表明存在脑膜免疫相互作用。脑膜脉管系统中 VEGF2 表达的增加，提高硬脑膜血管的再生能力;但是，应在具有临床分类数据的受试者中重复此 F INDING，以进行有意义的翻译解释。

TBI 后脑膜淋巴功能障碍

      神经炎症的特征是先天免疫反应和适应性免疫反应之间的复杂相互作用，有助于 TBI 的病理生理学（图 1）。存在一种微妙的平衡，即神经免疫细胞的急性激活可能是促进损伤消退的有益生理反应，而异常的神经免疫激活可能表现为有害的慢性结果。在脑膜屏障界面鉴定富含免疫的淋巴系统，引发了以前未探索的研究新领域，调查这种神经免疫串扰对 TBI 诱导的神经炎症反应的贡献（表 3）2020 年，Bolte 等人报告了开创性的发现，证明了 TBI 封闭头部影响模型中脑膜淋巴细胞中断的时间序列（跨越七个时间点）。在这里，他们详细介绍了 CSF 分子向 dCLN 的 mLV 引流早在 2 小时就受损，并且在受伤后至少持续 1 个月。这种引流障碍与 lym 动脉脉管系统的变化有关，在受伤后的最初 2 至 24 小时内观察到 Lyve-1 外泄减少。有趣的是，mLVs 表现出再生性淋巴管生成的能力，损伤后 1-2 周 Lyve-1 覆盖率的自发增加和脑膜整支架制备的复杂性证明了这一点 。硬脑膜和软脑膜的光血栓性血管损伤导致血管立即变性，然后在受伤后 7 天进行血运重建 [297]，这表明 mLVs 的变化可能与硬脑膜部位的再生内皮血管生成同时发生（图 2）。然而，在 TBI 的整个范围内，这种自然发生的环形血管和淋巴管生成反应的程度因损伤类型和严重程度而异。侧位后 3d（小鼠，影响 1.9atm）和 7d（大鼠，影响 2.6 atm） Lyve-1+ mLV 覆盖率/表达降低。工程旋转加速度闭合头部撞击模型 （CHIMERA） 的 MRI 显示单次和重复损伤后 7 d 脑膜增强，反映了临床观察 [305]。小鼠的受控皮质影响 （CCI） 结果喜忧参半：Lyve-1+ 形态在 7 天（影响 1.5 mm）时增加，而对比研究显示在 3 天（影响 2 mm）和 1 个月（影响未公开） 时减少，突出了自发性淋巴管离子反应在不同影响机制和损伤参数中的细微差别和可变性。无论如何，如果可以诱导淋巴网络的可塑性，则可能有利于改善结果（图 2）。事实上，在 TBI 模型中，VEGF-C 的过表达驱动淋巴管原 esis，增强功能引流并改善损伤诱导的神经功能缺损，包括在老年动物中观察到的神经缺损。

影响 TBI 诱导的免疫反应的脑膜界面 TBI 诱导的脑膜损伤

      如前所述，脑膜承载着各种各样的免疫细胞，但它们的位置（无论是在软脑膜还是硬脑膜中）和 TBI 中移动模式的确切细节在很大程度上仍然未知。脑膜界面的初步研究对屏障本身损伤的性质进行了分类，其次是对直接脑膜损伤的时间反应。急性闭合性头部脑膜压迫性损伤（通过独特的颅骨变薄模型实现）的特征是由于血管渗漏和活性氧的释放而导致脑膜巨噬细胞快速死亡，并且在最初的几个小时内也会对神经胶质限制素和脑实质造成继发性损伤。初始损伤后，中性粒细胞蜂拥而至（1 小时内）进入脑膜，这对于最初受损的神经胶质限制因子的再生至关重要。在6 h至1 d时，在脑膜中观察到促炎细胞因子IL1α/IL1β升高，化疗吸引蚁Cxcl1（中性粒细胞）和Ccl2/Ccl12（单核细胞）。在损伤后的一周内，浸润的髓系细胞（CX3CR1lo-negCCR2hi 单核细胞）清除脑膜病变核心的死细胞，而伤口愈合的巨噬细胞（CX3CR1hiCCR2lo-negCD206+）沿病变周边增殖，通过清除纤维蛋白和产生 MMP-2 促进血管生成 [293]。这些在脑膜水平上的研究证明了以前未探索的屏障免疫的重要性，为解决包含轴外脑膜级联反应和轴内脑实质反应的双向相互作用奠定了基础。

调节 TBI 中的脑膜淋巴管

      损伤研究更清楚地说明了经膜室如何影响 CNS 反应，mLV 的减少加剧了常驻神经胶质细胞 （GFAP+， IBA1+） 的免疫反应性，增加了补体，减少了神经元健康标志物，这共同影响了认知结局 [309]。此外，对老年小鼠施用促淋巴管生成 VEGF-C 可减少脑胶质增生并改善认知能力。TBI 整合了适应性免疫，诱导颗粒酶 B+CD8+ 细胞毒性 T 细胞的积累，在这种反应之前，产生 IL-17 的 CD4+ T 细胞和产生 IFNγ 的 CD4+ T 细胞增加。鉴于Th17细胞通过IL-17和IL-21的反应可以增强CD8+ T细胞的细胞毒能力，该序列很重要。在排便生长且缺乏mLV和硬化dCLN的K14-VEGFR3-Ig（TG）小鼠中，观察到T细胞的病灶周围浸润减少。具体来说，TBI-K14-VEGFR3-Ig 小鼠浸润性 CD4+ T 细胞水平降低，表明创伤诱导的脑源性抗原可能部分通过 mLV 引流到 dCLN，以引发 T h-2 介导的反应 [312]。事实上，淋巴管和 LEC 本身在 T 细胞的成熟中起着直接的趋化作用，将幼稚 T 细胞转化为静止但经历抗原的 CD8+ 细胞的记忆样亚群，这些细胞可以在炎症抗原攻击时迅速分化为效应子。树突状抗原呈递细胞还可以检查炎症性的 CNS 环境，以 CCR7、CCL19 和 CCL21 方式遍历 mLVs，并与 dCLN 中的 T 细胞相互作用。在创伤期间，树突状细胞升高并影响损伤后免疫反应，但树突状细胞的这种脑膜向下游迁移激活适应性免疫反应尚未在 TBI 的背景下进行研究。

来自转录组学方法的见解

     为了更好地了解 TBI 后脑膜中发生的细胞特异性反应，我们和其他人采取了转录组学方法。scRNA-seq 显示损伤后 1 周脑膜巨噬细胞、CD8+T 细胞、T 辅助细胞 Th2 和 Th17、未成熟成熟 B 细胞、树突状细胞和脑膜隔室成纤维细胞增加。同样，我们确定了脑膜转录组中的时间依赖性改变。T 细胞反应迅速，随后以年龄依赖性方式产生慢性 B 细胞和免疫球蛋白，这可能受到上游 1 型 IFN、Ccr2 和 IL-33 相互作用的调节。支持这一点的是，脑膜巨噬细胞会分散强烈的 1 型 IFN 特征（IFNβ 和 IRF5 升高）并亚簇分为“炎症”和“消退”类别。分辨率巨噬细胞表达抗原呈递相关基因 （H2-Eb1、H2-Ab1、H2-Aa、Cd74） 和抗炎基因 Stab1 、 Nrros 和 Dab2，它们参与抑制 I 型 IFN 反应。相反，脑膜炎性巨噬细胞由其 Ccr2 和趋化基因 Ccr7、Ccl22 和 Ccl5 的表达定义。

神经免疫研究的未来途径

      这些关于 TBI 后脑膜反应的开创性临床前研究引发了对神经创伤领域未来调查的大量询问。脑膜不仅含有有助于大量反应的免疫细胞，而且 mLV 作为废物清除系统在将 CSF、ISF 和 CNS 衍生分子从脑实质引流到 dCLN 中发挥着至关重要的作用。原始损伤引起的损伤的影响以及它如何影响 Aβ 和 tau 等蛋白质的去除仍有待表征。此外，对 LV 损伤水平的分层、随后的淋巴管生成恢复以及对 CSF 在整个大脑中流动的影响仍有待确定。转录组学研究表明，炎症分子可能调节脑膜衍生的炎症反应，尤其是趋化因子。事实上，在 TBI 中修饰 CCR2-CCL2 信号轴已被证明是有益的。CCL2 - / - 小鼠在受伤后 28 天开始显示病灶大小的延迟减小。可以假设这种延迟反应可能是由于在淋巴管生成恢复之前急性脑膜 mLV 缺乏，在 CCL2 慢性免疫反应改变的组合国家。事实上，CCR2-/-小鼠表现出单核细胞/mac噬菌体内流改变，与先天细胞的串扰减少，抑制了TBI后1型IFN小胶质细胞反应的产生，CCR2的药物阻断改善了28天时间点的认知结果。TBI 后巨噬细胞群为 Mrc1 + Lyve1 +表明脑膜细胞之间存在小胶质细胞交叉通讯，到目前为止，尚未对 TBI 介导的 mLV 免疫界面上的 CCR2-CCL2 轴进行研究，这在潜在意义上值得进一步研究。

     除 CCL2 外，在脑膜单发 TBI 中也观察到 CCL7。CCR7 在各种外周免疫细胞中表达，包括 DC 和 T 细胞。鉴于 CCR7 + 免疫细胞通过 CCL19 和 CCL21 趋化因子梯度迁移到 dCLN（Brandum等人，2021 年），表明潜在的 DC（具有吞噬抛出的 TBI 诱导的抗原）和初始 T 细胞迁移到 LV 和 dCLN 中，并将抗原呈递给初始 CD8 + T 细胞和 CD4 + T 细胞，并激活它们以响应 TBI。未来使用激动剂/拮抗剂或条件性 CCR7Ko 模型调查这种可能性的研究可能有助于检查通路对 TBI 中新如免疫结果和认知的影响，类似于在 5xFAD 模型中观察到的结果。最重要的是，这些问题可能受到年龄、性别和受伤严重程度等因素的影响。未来的研究应对这些变量进行评分，以对创伤性脑损伤 （TBI） 后脑膜界面的免疫反应进行分层。

结论

      TBI 引入了神经炎症反应和免疫失调之间的复杂相互作用。我们现在了解到，脑膜在调节这种神经炎症反应中发挥作用，充当大脑和免疫系统之间的接口;然而，我们仍然不完全了解长期神经炎症背后的机制或脑膜淋巴管损伤的时间进展如何影响细胞运输和溶解。TBI 后，免疫细胞（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）可在脑膜界面立即影响大脑，并且在受伤数月后仍可在大脑和脑膜界面中找到 T 细胞和 B 细胞等浸润细胞。脑膜免疫细胞的存在和响应创伤而释放的溶出因子是否向先天性小胶质细胞反应发出信号并放大？这些细胞是否被不断的运输到大脑中，被持续的损伤信号所吸引？侵袭的免疫细胞进入 CNS 是否介导损伤，但由于创伤诱导的 mLV 功能障碍而无法退出？针对免疫细胞响应损伤进入 CNS 的能力，增强它们从 CNS 排出的能力，并更好地了解大脑、脑膜和 dCLN 之间的串扰，将使我们能够利用免疫系统的力量来促进 TBI 的恢复。

文章来源：Mokbel AY, Burns MP, Main BS. The contribution of the meningeal immune interface to neuroinflammation in traumatic brain injury. J Neuroinflammation. 2024 May 27;21(1):135. doi: 10.1186/s12974-024-03122-7. PMID: 38802931; PMCID: PMC11131220.

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