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随着人口老龄化进程发展,老年人脑白质损伤(WML)发病率日益增多,可造成老年人的认知功能障碍,严重影响其生活质量及健康。慢性脑灌注不足被认为是造成WML的最主要因素,但其致病机制及治疗手段均不明确。既往研究表明,WML的主要病理改变是脑内少突胶质细胞(OLs)的死亡丢失、髓鞘的脱失以及轴突的变性坏死。因此,补充死亡丢失的OLs、修复受损髓鞘,从而改善认知功能障碍成为目前防治WML的重要策略。OLs是中枢神经系统的成髓鞘细胞,其来源于脑白质原位的少突胶质前体细胞(OPC)以及室管膜下区(SVZ)的多潜能神经干细胞。在脑白质脱髓鞘损伤后的修复过程中,损伤原位的OPC可通过增殖分化补充死亡丢失的OLs。因此,寻找促进OPC增殖分化,补充死亡丢失OLs的方法是治疗WML的关键所在。在前期研究中,本课题组已发现,阿司匹林(ASA)可以促进OPC的增殖、分化及成熟,从而修复受损髓鞘,改善大鼠认知功能。可能的机制涉及ASA通过抑制OPC及OLs上EphA4受体,影响下游ERK及RhoA活性,从而发挥促进OPC增殖、分化及成熟的作用。本实验将重点研究EphA4受体在OPC及OLs中的表达定位情况及阿司匹林对其的影响,并通过特异性抑制剂阻滞EphA4受体活性,在体研究对WML模型大鼠损伤原位OPC增殖、分化及髓鞘形成的影响;离体研究对培养OPC增殖、分化的影响;最后检测下游信号ERK/p-ERK、RhoA的活性变化,为ASA治疗WML提供实验依据,并为治疗WML的药物研发提供新的作用靶点。 实验一:EphA4受体在少突胶质细胞系表达情况及阿司匹林对其的影响 目的:研究EphA4受体在大鼠胼胝体部及体外培养OPC、OLs中表达及细胞定位情况,并观察ASA对其的影响; 方法:1)获取正常大鼠脑组织标本,通过免疫荧光双标记化学染色法观察大鼠胼胝体部NG2/EphA4、CNPase/EphA4共表达情况;2)原代培养获取大鼠OPC及OLs,通过免疫荧光染色法观察OPC中NG2/EphA4及OLs中CNPase/EphA4共表达情况;采用1.0μmol/L的ASA和等体积无水乙醇处理体外培养的OPC及OLs,通过免疫荧光染色及Western blot法观察EphA4受体表达变化情况; 结果:1)大鼠脑组织免疫荧光染色结果显示大鼠胼胝体部EphA4+细胞可与NG2+细胞、CNPase+细胞共标;2)细胞免疫荧光染色结果显示OPC中EphA4+细胞可与NG2+细胞共标,OLs中EphA4+细胞可与CNPase+细胞共标;1.0μmol/LASA处理组与对照组相比,EphA4+/NG2+双标阳性OPC和EphA4+/CNPase+双标阳性OLs数量均明显减少,差别具有统计学差异(P<0.05);Western blot结果显示与对照组相比,1.0μmol/LASA处理组的EphA4表达水平下降,差别具有统计学差异(P<0.05); 结论:EphA4受体可表达于OPC及OLs上,且其表达可被ASA抑制。 实验二:抑制EphA4受体活性对阿司匹林治疗WML模型大鼠的影响 目的:研究EphA4受体抑制剂(EphA4-FC)对ASA治疗WML模型大鼠的影响; 方法:CCAO法制作WML大鼠模型,采用生理盐水、25mg/kg/dASA、EphA4-FC(侧脑室注射250nM)、25mg/kg/dASA+EphA4-FC(侧脑室注射250nM)干预四周后,通过免疫组织化学染色法观察胼胝体部NG2、CNPase阳性细胞的表达情况,通过Western blot检测PDGFαR、MBP的表达变化,通过电镜观察分析髓鞘结构变化情况; 结果:1)免疫荧光染色结果显示WML模型大鼠胼胝体部NG2+细胞较正常组增多,而CNPase+细胞较正常组明显减少,经过ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC干预后NG2+和CNPase+细胞数均增多,差别具有统计学差异(P<0.05);ASA与EphA4-FC两组增高情况相同,差别不具有统计学差异(p>0.05);而对ASA治疗同时给予EphA4-FC后发现, ASA+EphA4-FC处理组较ASA及EphA4-FC处理组NG2+和CNPase+细胞数进一步增高,差别具有统计学差异(P<0.05);2)Western blot结果显示对照组 PDGFαR的表达较正常组升高,而经过 ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC干预后PDGFαR的表达较对照组均升高,同时ASA+EphA4-FC处理组升高更加明显,差别具有统计学差异(P<0.05);对照组MBP的表达较正常组降低,经过ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC干预后MBP表达明显升高,且ASA+EphA4-FC处理组升高更加明显,差别具有统计学差异(P<0.05);3)电镜结果显示对照组较正常组髓鞘厚度降低,板层分离明显,G-ratio比值增高;经过ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC干预后髓鞘厚度增加, G-ratio比值降低,且ASA+EphA4-FC组变化更加明显; 结论:抑制EphA4受体可以促进WML模型大鼠胼胝体部OPC增殖、分化及髓鞘形成;同时加强ASA对WML模型大鼠的治疗作用。 实验三:抑制EphA4受体活性对阿司匹林促进OPC增殖分化的影响 目的:研究EphA4受体抑制剂(EphA4-FC)对ASA促进OPC增殖、分化的影响; 方法:采用1.0μmol/L的ASA、EphA4-FC(250nM)、1.0μmol/L的ASA+EphA4-FC(250nM)和等体积的无水乙醇处理体外培养的OPC及OLs,通过免疫细胞化学染色法观察NG2/Ki67双标阳性细胞以及CNPase阳性细胞的表达情况,通过Western blot检测PDGFαR、MBP的表达变化; 结果:1)免疫荧光染色结果显示体外培养OPC及OLs经过ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC干预后与对照组相比,NG2+/Ki67+双标阳性的新增OPC数量增多,且ASA+EphA4-FC组增多更明显,差别具有统计学差异( P<0.05);同样,与对照组相比, CNPase+的 OLs数量也增多,且ASA+EphA4-FC组增多更明显,差别具有统计学差异(P<0.05);2)Western blot结果显示各处理组PDGFαR、MBP的表达均较对照组升高,差别具有统计学差异(p<0.05); 结论:抑制EphA4受体可以促进体外培养OPC的增殖、分化;同时加强ASA促进OPC增殖、分化的作用。 实验四:抑制EphA4受体活性对ERK及RhoA信号通路的影响 目的:最新研究表明,ASA可以调控ERK及RhoA信号通路,且前述实验证实ASA可抑制EphA4。本实验研究EphA4受体抑制剂(EphA4-FC)对ERK和RhoA信号通路的影响; 方法:1)按照实验二分组和处理方法获取各组脑组织蛋白,通过Western blot检测各组ERK/p-ERK及RhoA表达变化;2)按照实验三分组和处理方法获取各组细胞蛋白,通过Western blot检测各组ERK/p-ERK及RhoA表达变化; 结果:1)组织Western blot结果显示对照组p-ERK表达较正常组下降,而ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC处理后p-ERK表达较对照组及正常组均显著升高,差别具有统计学差异(P<0.05),总ERK水平在各组间无差异;而RhoA活性变化与ERK相反,对照组 RhoA活性较正常组大幅升高,而经 ASA、EphA4-FC、ASA+EphA4-FC处理后下降至正常水平,差别具有统计学差异(P<0.05);2)细胞Western blot结果显示各处理组p-ERK表达均较对照组升高,差别具有统计学差异(P<0.05),总ERK水平在各组间无差异;而各处理组RhoA活性均较对照组下降,差别具有统计学差异(P<0.05); 结论:抑制EphA4受体活性可以激活ERK同时抑制RhoA信号通路。