手術後の全身性炎症と神経免疫相互作用 (POSINI)

外科的外傷は、損傷関連分子パターン (DAMP) およびその他のアラーム (例えば、 マクロファージなどの自然免疫系の局所細胞上の受容体を標的とする高移動度グループボックス（HMGB-1））。 外傷に対するこの細胞応答に続いて、一連の炎症メディエーターが急速に放出されます (例: 腫瘍壊死因子アルファ (TNFa)、インターロイキン (IL)-1B、IL-6、IL-8、IL-10) は、核因子核因子カッパ ベータ (NF-kB) の細胞内活性化に依存しています。 最近まで、主に無傷の血液脳関門 (BBB) により、脳は炎症メディエーターのこのカスケードから保護されていると考えられていました。 しかし、現在、脳機能の長期的な障害が、外傷によって誘発される脳の自然免疫系の活性化と関連しており、その後の高次認知プロセスの障害と、後の永続的な認知症のリスクに関連しているという証拠が増えています。 しかし、全身性炎症と認知障害の関連性は完全には理解されていません。

最近の研究では、外科的外傷後の末梢から脳への信号伝達と、一連の陽電子放出断層撮影法 (PET) イメージングによる人間の脳に対する主要な外科的外傷の影響がマッピングされています。 一連の手術患者では、手術後の脳の免疫活動の深遠で二相性の変化が腹部の大手術後に実証されており、初期のうつ病の兆候があり、その後術後3か月で免疫活動が増加しています。 脳免疫におけるこれらの二相性の変化は、脂質多糖類（LPS）に対する全血免疫反応性の同時変化と一致しているようであり、急性炎症および免疫応答の調節における脳と末梢免疫系との間の密接な関連を示唆しています。 外科動物モデルにおける前臨床研究は、潜在的に重要な経路として、末梢マクロファージの脳への移動を伴う BBB の破壊を示しています。 外傷によって変化した海馬の神経免疫活性のマウスの整形外科モデルからの証拠は、神経変性の末梢マーカーS100b、ニューロフィラメントライト（NFL）、ptau、ベータアミロイド）が術後認知機能障害（POCD）と関連しているかどうかという疑問をさらに提起します.

コリン作動性抗炎症反射経路 (迷走神経によって媒介される) を介した脳の免疫調節の役割は、全身性炎症における免疫調節治療戦略の潜在的な標的として特定されています。 さらに、低酸素状態でのヒト頸動脈体炎症性メディエーターの明確な放出と、炎症性メディエーターに関連する遺伝子発現を実証しており、末梢から脳への免疫シグナル伝達におけるヒト頸動脈体の潜在的な役割を示唆しています。 電気刺激による迷走神経由来の炎症性反射経路の調節は、最近、慢性関節リウマチ患者の慢性炎症の治療にうまく適用されました。

仮説は、迷走神経活動が大手術後の患者の全身性炎症を調節し、この調節が術後の認知能力に関連しているというものです。

外科的外傷後の免疫から脳へのシグナル伝達、およびこの二相性の炎症反応パターンが細胞および神経成分によってどのように調節されるかについてのより包括的な理解により、手術による脳機能障害の背後にある重要なプロセスに対する免疫調節の影響を調査することができ、可能性があります関連する抗炎症治療のための神経および体液性の標的が確立されました。