【摘 要】
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背景神经炎症是中枢神经系统应对各种损伤压力或刺激时产生的一种应激状态,是一种由多种免疫细胞及免疫分子参与的级联反应。持续性的炎症会导致神经元及脑组织损伤,加重病情进展及严重程度。神经炎症在多种中枢神经系统疾病的引发与发展中起着重要作用,抑制神经炎症有助于治疗神经炎症病理相关的中枢神经系统疾病。作为中枢神经系统第一道免疫防线,小胶质细胞是神经炎症的关键参与者。据报道,小胶质细胞可根据功能分为两种表型
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背景神经炎症是中枢神经系统应对各种损伤压力或刺激时产生的一种应激状态,是一种由多种免疫细胞及免疫分子参与的级联反应。持续性的炎症会导致神经元及脑组织损伤,加重病情进展及严重程度。神经炎症在多种中枢神经系统疾病的引发与发展中起着重要作用,抑制神经炎症有助于治疗神经炎症病理相关的中枢神经系统疾病。作为中枢神经系统第一道免疫防线,小胶质细胞是神经炎症的关键参与者。据报道,小胶质细胞可根据功能分为两种表型,通过分泌不同因子发挥不同作用,其中M1型为促炎表型,促进细胞毒性与炎症反应;而M2型为抗炎表型,促进伤口愈合与抗炎反应。因此,将抑制小胶质细胞M1型并促进小胶质细胞M2型作为靶点,是治疗神经炎症的关键。近年来,干细胞疗法成为研究热点,但由于其易致瘤性与易发生免疫排斥,干细胞分泌物引起了研究者们的关注。已有研究表明,干细胞分泌组具有神经保护、神经可塑性调节及免疫调节作用,然而神经干细胞分泌组(neural stem cell secretome,NSC-S)在神经炎症中的抗炎作用及具体机制尚不清楚。目的探讨NSC-S对神经炎症小鼠模型中的炎症抑制作用,并在体外进一步研究NSC-S对细胞炎症模型的表型调节作用及具体机制。方法(1)神经炎症小鼠模型用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)腹腔注射构建;(2)通过悬尾摆头实验、旷场实验、HE染色、尼氏染色、实时荧光定量PCR(RT-q PCR)以及蛋白免疫印迹(Western blot)观察NSC-S对神经炎症小鼠的行为障碍、神经元损伤、炎症反应的影响;(3)通过免疫荧光染色观察NSC-S对小鼠脑中小胶质细胞表型的影响;(4)体外细胞炎症模型用LPS刺激BV2小胶质细胞构建;(5)通过免疫荧光染色、流式细胞术、RT-q PCR、Western blot分析NSC-S对BV2细胞炎症相关因子及表型的影响;(6)建立BV2-N2a共培养系统,通过免疫荧光染色、MTT实验、LDH实验观察NSC-S处理的BV2细胞对N2a细胞的影响;(7)通过Western blot、免疫荧光染色、液相色谱-质谱分析、生物信息学分析、RT-q PCR探究NSC-S对BV2细胞炎症调节作用的具体机制。结果(1)NSC-S处理相比于LPS组明显改善小鼠的行为障碍(P<0.05)。(2)NSC-S处理相比于LPS组显著抑制外周血中性粒细胞升高及脑部炎症浸润和神经元损伤(P<0.05)。(3)NSC-S处理相比于LPS组显著抑制了小鼠脑中炎症因子(INOS,IL-6,IL-1β,TNF-α)的表达而促进了抗炎因子(Arg-1,IL-10)的表达(P<0.05)。(4)NSC-S处理相比于LPS组明显促进了小鼠脑中小胶质细胞表型从M1型向M2型转变。(5)NSC-S处理相比于LPS组显著抑制LPS刺激导致的BV2细胞炎症介质(ROS,NO)和炎症因子(IL-6,IL-1β,TNF-α,INOS)的表达上调(P<0.05),另一方面,NSC-S处理后,抗炎因子(Arg-1,IL-10)的表达增加(P<0.05),BV2细胞表型也从M1型向M2型转变。(6)与LPS处理的BV2细胞相比,NSC-S处理的BV2细胞明显促进共培养系统中N2a神经元轴突延长(P<0.05)和N2a细胞活力的增强,并降低了细胞毒性(P<0.05)。(7)与LPS处理的BV2细胞相比,NSC-S处理明显提高PPAR-γ表达并抑制NF-κB信号激活(P<0.05),而PPAR-γ抑制剂GW9662阻断了NSC-S对BV2细胞的炎症抑制作用及表型调节作用(P<0.05)。(8)液相色谱-质谱检测及其结果的生物信息学分析显示NSC-S中含有脂肪酸结合蛋白5(fatty acid binding protein 5,FABP5),FABP5参与PPAR通路的调节,RT-q PCR、Western blot结果显示FABP5以剂量依赖效应调节BV2细胞中的炎症反应(P<0.05)。结论(1)NSC-S体内改善神经炎症小鼠的行为障碍,抑制炎症浸润和神经元损伤。(2)NSC-S体内降低神经炎症小鼠脑中炎症因反应并调节小胶质细胞表型。(3)NSC-S体外调节LPS诱导的BV2细胞炎症反应和表型变化。(4)NSC-S通过激活PPAR-γ信号通路抑制BV2细胞炎症反应。(5)NSC-S中的FABP5参与调节LPS诱导的BV2细胞炎症反应。
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