局灶性腦缺血后內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化的機(jī)制及bFGF的干預(yù).pdf

1、目的： 缺血性腦血管病是嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的常見(jiàn)病和多發(fā)病，其病理過(guò)程涉及復(fù)雜的時(shí)間和空間級(jí)聯(lián)反應(yīng)，雖然對(duì)其機(jī)制的了解越來(lái)越深入，但有效的治療手段仍然缺乏。堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(Basic fibroblast growth factor，bFGF)是一種有效的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和血管活性多肽。具有多種生物學(xué)活性，能促進(jìn)神經(jīng)元的存活及突起生長(zhǎng)，是神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的促分裂原，并能拮抗興奮性氨基酸等多種有害物質(zhì)對(duì)神經(jīng)元的毒性

2、作用而保護(hù)神經(jīng)元．近年研究提示成年哺乳動(dòng)物腦內(nèi)存在神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cell，NSC)，其主要位于側(cè)腦室下區(qū)和海馬齒狀回顆粒下區(qū)。這是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，為目前一些棘手的神經(jīng)系統(tǒng)疾病如神經(jīng)變性病、遺傳病及嚴(yán)重的腦血管病的治療帶來(lái)希望。因?yàn)槠渚哂薪K身自我更新能力及多分化潛能，在治療神經(jīng)系統(tǒng)多種疾病中擁有巨大潛力，尤其在腦血管病的替代治療方面更具有優(yōu)越性，為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療提供了新的思路。 神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和

3、分化受到多種因素的調(diào)控。Wnt信號(hào)分子在胚胎發(fā)育中可指導(dǎo)細(xì)胞的命運(yùn)，在多種成體組織如肌肉、造血系統(tǒng)中也被證實(shí)具有促進(jìn)原始細(xì)胞增殖的作用。為了揭示神經(jīng)干細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制，闡明其如何保持自我更新，本研究選用局灶性腦缺血再灌注模型，觀察腦缺血再灌注后皮質(zhì)及海馬形態(tài)學(xué)的改變及bFGF的保護(hù)作用，采用BrdU標(biāo)記分裂細(xì)胞觀察海馬神經(jīng)發(fā)生的時(shí)間規(guī)律。檢測(cè)腦缺血激活內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞過(guò)程中Wnt/β—catenin信號(hào)分子的變化，初步探索Wnt信號(hào)途徑與

4、神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化的關(guān)系以及bFGF干擾作用。 材料和方法： 1、局灶性腦缺血再灌注模型的制備：健康雄性wistar大鼠，質(zhì)量250-300g。隨機(jī)分為3組：假手術(shù)組(sham組)，缺血再灌注組(I/R組)，bFGF組。用線(xiàn)栓法建立大腦中動(dòng)脈閉塞(middle cerebral arteryoc clusion，MCAO)模型。sham組除不插線(xiàn)外，余同手術(shù)組，術(shù)后觀察右側(cè)Horner's征和左側(cè)肢體癱瘓?bào)w征以判斷模型是

5、否成功。 2、HE染色及電鏡觀察局灶性腦缺血再灌注后皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元的形態(tài)學(xué)改變。 3、免疫組織化學(xué)檢測(cè)局灶性腦缺血再灌注后皮質(zhì)及海馬c—Myc蛋白的表達(dá)，TUNEL法檢測(cè)神經(jīng)元的凋亡及bFGF的干預(yù)。 4、BrdU標(biāo)記及免疫組織化學(xué)檢測(cè)局灶性腦缺血再灌注后海馬神經(jīng)干細(xì)胞不同時(shí)間點(diǎn)的增殖規(guī)律及bFGF的干預(yù)。 5、利用Western Blot、RT-PCR檢測(cè)局灶性腦缺血再灌注后海馬Wnt—1、β—cat

6、enin蛋白和基因表達(dá)情況。 6、免疫組織化學(xué)、原位雜交檢測(cè)局灶性腦缺血再灌注后皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元β—catenin蛋白和基因表達(dá)的情況及bFGF的干預(yù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1、HE染色結(jié)果：光鏡下I/R組可見(jiàn)大量神經(jīng)元變性壞死，呈現(xiàn)胞體皺縮，變形，核固縮，胞漿濃縮呈深伊紅染色，間質(zhì)水腫明顯。bFGF組多數(shù)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)較完整，形態(tài)相對(duì)正常，間質(zhì)水腫輕。 2、電鏡觀察結(jié)果：sham組大鼠海馬神經(jīng)元核比較大、呈圓形或橢

7、圓形，核膜清晰、完整，胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞器豐富，結(jié)構(gòu)清晰。I/R組可見(jiàn)核染色較深，核仁增大且致密，胞質(zhì)水腫，線(xiàn)粒體腫脹、嵴斷裂，基質(zhì)電子密度增高，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脫顆粒；軸突內(nèi)線(xiàn)粒體空泡樣變，髓鞘分層、散亂。bFGF組核質(zhì)電子密度較低，常染色質(zhì)多，呈細(xì)顆粒狀，分布較均勻，核仁呈網(wǎng)狀，線(xiàn)粒體呈橢圓形或桿狀，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)散在分布。 3、TUNEL法原位神經(jīng)元凋亡檢測(cè)結(jié)果：各組神經(jīng)元細(xì)胞核中有棕黃色顆粒者為陽(yáng)性細(xì)胞，即凋亡細(xì)胞。sham組偶見(jiàn)凋亡細(xì)胞

8、，I/R組皮質(zhì)及海馬可見(jiàn)較多凋亡細(xì)胞，隨著bFGF的應(yīng)用細(xì)胞凋亡數(shù)下降。 4、c—Myc免疫組織化學(xué)檢測(cè)：sham組，皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元內(nèi)少見(jiàn)c—Myc免疫反應(yīng)陽(yáng)性細(xì)胞；I/R組，缺血再灌注損傷后皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元內(nèi)c—Myc陽(yáng)性表達(dá)明顯高于假手術(shù)組，在神經(jīng)元胞核內(nèi)可見(jiàn)大量棕黃色顆粒，其中部分細(xì)胞胞質(zhì)和胞核均可見(jiàn)陽(yáng)性反應(yīng)物。bFGF組，皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元內(nèi)c—Myc表達(dá)較I/R組明顯減少。 5、BrdU免疫組織化學(xué)檢測(cè)：sha

9、m組海馬僅見(jiàn)少量散在的BrdU陽(yáng)性細(xì)胞。I/R組3d時(shí)，BrdU陽(yáng)性細(xì)胞開(kāi)始增多，大小不一，呈簇狀分布，主要分布于SGZ：7d達(dá)峰值，除SGZ外門(mén)區(qū)可見(jiàn)散在的BrdU陽(yáng)性細(xì)胞；21d開(kāi)始減少，但在顆粒細(xì)胞層可見(jiàn)BrdU陽(yáng)性細(xì)胞；與sham組比較，7、14和21d BrdU陽(yáng)性細(xì)胞均明顯增多。bFGF組3d時(shí)BrdU陽(yáng)性細(xì)胞開(kāi)始增多，呈簇狀分布，隨著缺血時(shí)間延長(zhǎng)BrdU陽(yáng)性細(xì)胞明顯增加，7d達(dá)峰值21d數(shù)量仍處于高水平，門(mén)區(qū)可見(jiàn)較多散在的

10、BrdU陽(yáng)性細(xì)胞，在顆粒細(xì)胞層BrdU陽(yáng)性細(xì)胞增多：與I/R組比較，7、14和21dBrdU陽(yáng)性細(xì)胞均顯著增加。 6、Western Blot、RT-PCR檢測(cè)NSC增殖分化相關(guān)蛋白基因變化：Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示：sham組大鼠海馬無(wú)Wnt1的表達(dá)，β—catenin輕度表達(dá)，腦缺血再灌注3d可檢測(cè)到Wnt1、β—catenin開(kāi)始增加，Wnt1表達(dá)在7d時(shí)達(dá)到高峰，β—catenin在14d時(shí)達(dá)高峰。21d后W

11、nt1、β—catenin表達(dá)減少。蛋白印跡分析結(jié)果與RT-PCR結(jié)果顯示一致。 7、β—catenin免疫組織化學(xué)及原位雜交檢測(cè)：sham組皮質(zhì)及海馬僅見(jiàn)少量陽(yáng)性細(xì)胞。I/R組14d時(shí)，與sham組比較，皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元β—catenin蛋白基因表達(dá)增多。bFGF組皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元β—catenin蛋白基因表達(dá)較I/R組明顯增加。 結(jié)論： 1、bFGF減少缺血神經(jīng)元凋亡，對(duì)局灶性腦缺血皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元具有保護(hù)作