全脑缺血再灌注后小鼠脑内小胶质细胞吞噬能力变化研究

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缺血性脑中风已经成为我国国民第一大死亡原因。小胶质细胞是大脑内主要的免疫细胞,能对大脑微环境的变化进行实时监测。当大脑发生病理变化时,小胶质细胞迅速被激活并发挥作用。近年来,在脑中风中小胶质细胞的极化、增殖等被广泛研究,然而吞噬作为小胶质细胞的主要功能之一,相关研究依然较少。并且小胶质细胞吞噬功能与脑缺血损伤程度有何关系仍尚待探究。本课题利用C57BL/6小鼠、CX3Cr1GFP/+转基因小鼠与Thy1-YFP H-line转基因小鼠,通过双侧颈总动脉结扎手术(BCAL)构建全脑缺血再灌注模型(缺血时间为2 h,再灌注时间分别为1 d、2 d、3 d),结合激光散斑技术、免疫荧光染色和激光共聚焦成像等技术,探究了全脑缺血不同再灌注时间后不同脑区的小胶质细胞吞噬能力的变化。本课题进一步通过注射具有神经保护功能的罗格列酮,探究了小胶质细胞的吞噬功能对脑缺血损伤的影响。结果发现:尼氏染色和Fluoro-Jade C染色表明,全脑缺血2 h再灌注后,海马CA1区、海马齿状回(DG)区、皮层区和纹状体区损伤严重,神经元发生退行性病变。通过激光共聚焦成像和骨架化分析发现缺血再灌注后小胶质细胞突起回缩、分支数目减少,缺血再灌注3 d时小胶质细胞密度显著增高。通过对CD68表达量和吞噬泡密度的统计发现,全脑缺血后,海马CA1区、皮层区和纹状体区小胶质细胞吞噬能力随再灌注时间延长而增加,而海马DG区在再灌注2 d时吞噬能力显著高于再灌注1 d和3 d。同时,本课题利用Iba1对Thy1-YFP H-line转基因小鼠脑片进行免疫荧光染色,分析了小胶质细胞与神经元分支结构共定位现象,发现缺血后不同脑区的小胶质细胞“包裹”神经元的比例均显著增高。脑缺血后再灌注期间注射罗格列酮,罗格列酮组与溶剂组相比,小胶质细胞CD68表达量和吞噬泡密度均降低,小胶质细胞突起变长且分支增多。尼氏和FJC染色结果表明,罗格列酮组神经元损伤程度低于溶剂组。RT-q PCR结果显示,罗格列酮组小鼠海马区炎症因子ARG-1、i NOS、TNF-α和TGF-β的表达量较溶剂组显著降低。行为学测试结果显示,罗格列酮组比溶剂组开放场运动总距离升高。上述研究结果表明:全脑缺血2 h再灌注后引起不同脑区神经元损伤,小胶质细胞数目增多、形态发生变化及吞噬能力增强。罗格列酮降低了海马DG区小胶质细胞吞噬能力,小胶质细胞突起变长、分支增加,海马区炎症因子降低,小鼠行为得到改善。本研究结果为小胶质细胞的吞噬功能在缺血性脑中风病理机制中的作用研究提供了新的理论基础,并且为缺血性中风的临床用药策略提供新的治疗思路。
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