中枢神经系统(CNS)是免疫特免区,缺乏淋巴系统,并有血脑屏障(BBB)的保护。小胶质细胞是迁移、定居或起源于脑内的驻留型巨噬细胞。许多生理或病理因素如血压的突然变化、免疫刺激和外伤等均可导致BBB破坏、通透性升高,使血循环中的蛋白渗入CNS,渗入的IgG可以被小胶质细胞吞噬,但这些渗入的内源性蛋白对CNS免疫会产生怎样的影响并不清楚。模式识别受体(PRR)的深入研究极大地发展了固有免疫反应机制的理论。TLR4是PRR的一个重要成员,在CNS主要表达在小胶质细胞,且在CNS固有免疫和适应性免疫应答的启动中扮演重要的角色。本研究采用几种非感染性CNS损伤引起IgG渗入CNS的动物模型,在体观察了渗入的内源性IgG与CNS小胶质细胞TLR4表达的关系;同时测定了同种属IgG对原代培养的新生大鼠胶质细胞TLR4表达以及细胞因子分泌的作用。1. BBB开放导致内源性IgG渗入CNS实质后小胶质细胞TLR4的表达:制做一过性高血压模型、免疫刺激模型、缺血再灌模型和无菌脊髓挤压伤模型,以外周LPS作为阳性对照,应用免疫荧光染色和RT-PCR,观察比较TLR4在上述几种模型CNS中的表达。结果显示,与阴性对照组相比,所有模型动物的TLR4主要表达在IgG渗出区内。肾上腺素注射造成的一过性高血压可以进一步加重LPS的效应,且TLR4免疫反应阳性产物除了在血管内皮细胞之外还出现在小胶质细胞。这些结果提示,TLR4在小胶质细胞的表达与IgG渗入CNS密切相关。2. IgG刺激诱发培养的小胶质细胞表达TLR4与分泌细胞因子:分离培养纯化的新生大鼠的小胶质细胞,用免疫荧光和ELISA方法检测了同种属(大鼠)IgG刺激后TLR4和CD64(IgG Fc段I型受体)的表达和炎性细胞因子分泌的变化。结果显示,TLR4和CD64的表达在IgG刺激后都明显上调,且共存于小胶质细胞。相对于LPS刺激和空白组,IgG刺激在上调TLR4的同时,还导致小胶质细胞形态变大、伸出多个伪足,呈现为活化的吞噬状态。与空白对照组相比,IgG刺激24 h后,细胞培养上清中的TNF-α水平显著升高,但比LPS刺激组低。而IFN-γ在LPS和IgG组均低于空白组。这些结果表明IgG引起纯化的小胶质细胞表达TLR4,并且增加了TNF-α的分泌。提示TLR4可被同种IgG激活,触发髓样分化蛋白88(Myeloid differentiation protein 88,MyD88)依赖的信号途径。3. IgG刺激诱发培养的混合胶质细胞TLR4表达与分泌细胞因子:从新生大鼠分离培养原代混合胶质细胞,加入IgG或LPS刺激24 h,用免疫荧光方法观察CD64和TLR4的表达;ELISA检测培养上清中细胞因子的分泌。结果显示,与纯化的小胶质细胞相似,IgG刺激后培养的混合胶质细胞(绝大多数为星型胶质细胞)CD64和TLR4的表达上调,且只表达于小胶质细胞。LPS刺激后,培养上清液中TNF-α升高,IgG刺激后的混合培养上清液中检测不到TNF-α和IFN-γ。IL-1β在较高浓度IgG和适中浓度LPS刺激后培养上清液中显著升高;用免疫荧光法检测显示:IgG刺激后的星型胶质细胞、小胶质细胞胞浆中IL-1β表达升高。这些结果显示,在培养的混合胶质细胞中(1)小胶质细胞是CNS胶质细胞中最重要的免疫反应细胞,能够对IgG刺激产生TLR4和CD64表达上调的反应;(2)不同类型胶质细胞之间存在相互作用。上述结果证明,内源性的IgG可以引起CNS小胶质细胞TLR4和CD64的表达上调,并通过激活TLR4下游信号通路产生炎性细胞因子。提示内源性大分子蛋白在BBB开放条件下进入CNS后,可刺激小胶质细胞的TLR4和CD64表达上调而引发固有免疫反应,从而导致某些CNS自身免疫疾病的发生。