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文檔簡介
1、缺血性腦卒中發(fā)病率高、病死率高、致殘率高、復(fù)發(fā)率高,是危害我國人民健康的主要疾病之一。雖然現(xiàn)在已明確了超早期溶栓的有效性,但由于其嚴(yán)格的治療時(shí)間窗,其臨床應(yīng)用受到一定的限制。因此,腦缺血后如何減輕繼發(fā)性腦損傷是目前臨床面臨的重要課題。研究表明腦缺血后發(fā)生在缺血半暗帶的過度的炎癥反應(yīng)是造成繼發(fā)性腦損傷的主要原因:阻斷抗炎信號(hào)通路加重繼發(fā)性腦損傷,而抑制炎癥介質(zhì)的過度表達(dá)則減輕腦缺血后繼發(fā)性腦損傷。因此,尋找炎癥反應(yīng)的有效靶點(diǎn)進(jìn)行靶向干預(yù),
2、是減輕缺血再灌注損傷后的炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵。鞘磷脂由鞘氨醇、脂酸和磷酸膽堿構(gòu)成,是人體內(nèi)含量最多的鞘磷脂,也是構(gòu)成生物膜的重要組分,與卵磷脂并存于細(xì)胞膜外側(cè),廣泛存在于生物組織內(nèi),在腦組織中含量尤為豐富。鞘磷脂合成酶(sphingomyelin synthase,SMS)是鞘磷脂合成途徑中的最后一個(gè)酶,SMS有兩種同工酶:SMS1和SMS2。SMS1主要存在于高爾基體,而SMS2主要存在于質(zhì)膜上,在腦組織中廣泛表達(dá)。其中SMS2是炎癥反應(yīng)中
3、重要的調(diào)控因子。SMS2缺乏可抑制由脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞TLR4/NF-κB通路的活化,提示SMS2參與了對(duì)炎癥反應(yīng)的調(diào)控。但目前關(guān)于SMS2對(duì)腦缺血再灌注損傷后炎癥反應(yīng)的作用及機(jī)制尚不清楚,仍有待于進(jìn)一步研究。近期研究發(fā)現(xiàn),腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞分泌大量的半乳糖凝集素-3(galectin-3),galectin-3是TLR4的內(nèi)源性配體,其通過誘導(dǎo)TLR4募集到脂筏區(qū)域并與之結(jié)合激活TLR
4、4通路,加重炎癥反應(yīng)。脂筏是細(xì)胞膜上由神經(jīng)鞘磷脂、膽固醇和鞘糖脂相互作用形成的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)微結(jié)構(gòu)域,與膜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選密切相關(guān)。
第一部分:鞘磷脂合成酶2缺乏減輕了小鼠腦缺血再灌注損傷
目的:通過對(duì)野生型(WT)小鼠和SMS2敲除(SMS2-/-)小鼠在腦缺血再灌注損傷后進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評(píng)分、腦梗死體積測(cè)定,觀察SMS2缺乏對(duì)小鼠腦缺血再灌注損傷的作用。
方法:實(shí)驗(yàn)選用8-12周齡的健康雄性C56B
5、L/6小鼠及以C57BL/6為背景的SMS2敲除小鼠為研究對(duì)象。采用線栓法建立的小鼠短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞模型。實(shí)驗(yàn)分為WT小鼠和SMS2-/-小鼠兩組,分別在手術(shù)造模后24小時(shí)和72小時(shí)進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評(píng)分,2,3,5-氯化三苯基四氮唑(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC)染色測(cè)定腦梗死體積。
結(jié)果:
1.蔗糖密度梯度離心結(jié)果顯示:與正常組相比,在腦缺血再灌注后24小時(shí)和7
6、2小時(shí),TLR4在脂筏區(qū)域大量表達(dá);與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠TLR4在脂筏區(qū)域的表達(dá)明顯減少。
2.LC-MS/MS測(cè)定SM含量的結(jié)果顯示:與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠C14-SM,C16-SM,C18:1-SM,C18-SM,C20:1-SM和C24:1-SM在脂筏區(qū)域的含量明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
結(jié)論:
1.本實(shí)驗(yàn)通過應(yīng)用線栓法成功建立了小鼠短暫性右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉
7、塞模型,發(fā)現(xiàn)在腦缺血再灌注后72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠的神經(jīng)功能明顯得到改善,腦梗死體積顯著減少。
2.SMS2缺乏在腦缺血再灌注損傷后發(fā)揮的腦保護(hù)作用,有可能與其減少小膠質(zhì)細(xì)胞的激活、減少NF-κB的核轉(zhuǎn)位、減少促炎因子的表達(dá)有關(guān)。
3.SMS2缺乏通過減少脂筏組分SM的含量影響脂筏的功能,從而抑制TLR4受體由非脂筏區(qū)域向脂筏區(qū)域的募集,減少TLR4/MD2復(fù)合體的形成,進(jìn)而抑制下游TLR4/N
8、F-κB炎癥通路的激活。
第二部分:鞘磷脂合成酶2缺乏減輕了小鼠腦缺血再灌注損傷后的炎癥反應(yīng)
目的:
通過測(cè)定小鼠腦缺血再灌注損傷后缺血半暗帶炎癥因子的表達(dá)、小膠質(zhì)細(xì)胞的浸潤情況及TLR4、NF-κB的蛋白表達(dá)水平觀察鞘磷脂合成酶2缺乏對(duì)小鼠腦缺血再灌注損傷后炎癥反應(yīng)的影響。
方法:
實(shí)驗(yàn)選用8-12周齡的健康雄性C56BL/6(WT)小鼠及以C57BL/6為背景的SMS2敲除小鼠(SM
9、S2-/-)為研究對(duì)象。采用線栓法建立的小鼠短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞模型。將WT小鼠和SMS2-/-小鼠隨機(jī)分為2組:假手術(shù)組(Sham)和大腦中動(dòng)脈閉塞組(tMCAO)。各組小鼠分別在手術(shù)造模后24小時(shí)和72小時(shí),應(yīng)用RT-PCR檢測(cè)炎癥因子的表達(dá),應(yīng)用免疫熒光染色的方法觀察小膠質(zhì)細(xì)胞的浸潤,應(yīng)用Western-blot檢測(cè)NF-κB的核轉(zhuǎn)位情況,應(yīng)用流式細(xì)胞儀檢測(cè)小膠質(zhì)細(xì)胞表面TLR4及TLR4/MD2復(fù)合體的表達(dá)情況。
結(jié)果
10、:
1.RT-PCR的結(jié)果顯示:在腦缺血再灌注損傷后24小時(shí)和72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠腦組織缺血半暗帶炎癥因子(IL-1β, galectin-3)mRNA水平的表達(dá)明顯降低,抑炎因子Arg-1的mRNA水平表達(dá)明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
2.Western blot的結(jié)果顯示:與正常組相比,galectin-3蛋白水平的表達(dá),在腦缺血再灌注后48小時(shí)和72小時(shí)明顯增高,差異具
11、有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05);在腦缺血后72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠的galectin-3蛋白水平的表達(dá)明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
3.免疫熒光的結(jié)果顯示:與非缺血側(cè)相比,缺血側(cè)Iba-1+的小膠質(zhì)細(xì)胞明顯增多,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05);在腦缺血再灌注后72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠缺血側(cè)galectin-3+Iba-1+的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量明顯減少,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(
12、P<0.05);而Iba-1+的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量與WT小鼠相比無明顯改變,不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。
4.Western blot的結(jié)果顯示:在腦缺血再灌注損傷后24小時(shí)和72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠腦組織缺血半暗帶NF-κB的核轉(zhuǎn)位明顯減少,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
5.流式細(xì)胞儀分析結(jié)果顯示:在腦缺血再灌注后72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞表面TLR4/MD
13、2復(fù)合體的表達(dá)減少;而TLR4的表達(dá)較WT小鼠無明顯改變。
第三部分:鞘磷脂合成酶2缺乏通過抑制TLR4向脂筏區(qū)域的募集發(fā)揮抗炎作用
目的:
通過測(cè)定小鼠腦缺血再灌注損傷后TLR4在脂筏組分和非脂筏組成的表達(dá)情況,以及鞘磷脂合成酶2缺乏后對(duì)脂筏成分及功能的影響,探討其在腦缺血再灌注損傷后發(fā)揮抗炎作用的可能作用機(jī)制。
方法:
采用8-12周齡的健康雄性 C57BL/6小鼠(WT)及以C57
14、BL/6小鼠為背景的SMS2敲除小鼠(SMS2-/-)作為研究對(duì)象,通過線栓法建立小鼠短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞模型。將WT和SMS2-/-小鼠隨機(jī)分為2組:假手術(shù)組(Sham)和大腦中動(dòng)脈閉塞組(tMCAO)。各組小鼠于手術(shù)造模后24小時(shí)和72小時(shí),應(yīng)用蔗糖梯度離心的方法檢測(cè)脂筏區(qū)域及非脂筏區(qū)域TLR4的表達(dá)情況,應(yīng)用液相串聯(lián)質(zhì)譜的發(fā)放(Liquid chromatography tandem mass spectrometry,LC-MS
15、/MS)測(cè)定各組分鞘磷脂(sphingomyelin,SM)的含量。
結(jié)果:
1.蔗糖密度梯度離心結(jié)果顯示:與正常組相比,在腦缺血再灌注后24小時(shí)和72小時(shí),TLR4在脂筏區(qū)域大量表達(dá);與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠TLR4在脂筏區(qū)域的表達(dá)明顯減少。
2.LC-MS/MS測(cè)定SM含量的結(jié)果顯示:與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠C14-SM,C16-SM,C18:1-SM,C18-SM,C20:1-SM
16、和C24:1-SM在脂筏區(qū)域的含量明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
結(jié)論:
1.本實(shí)驗(yàn)通過應(yīng)用線栓法成功建立了小鼠短暫性右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞模型,發(fā)現(xiàn)在腦缺血再灌注后72小時(shí),與WT小鼠相比,SMS2-/-小鼠的神經(jīng)功能明顯得到改善,腦梗死體積顯著減少。
2.SMS2缺乏在腦缺血再灌注損傷后發(fā)揮的腦保護(hù)作用,有可能與其減少小膠質(zhì)細(xì)胞的激活、減少NF-κB的核轉(zhuǎn)位、減少促炎因子的表達(dá)有關(guān)。
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