炎症反应上调铁调素表达及其在脑出血后脑铁清除中的作用机制研究

来源 :陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maomao1t
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
背景与目的:  脑出血(Intracerebralhemorrhage, ICH)是由非外伤性血管破裂导致血液进入脑实质内,进而造成脑组织的急性损伤。脑出血在我国具有较高的发病率,约有半数患者在出血后6月内死亡,而幸存者也多遗留不同程度的残疾。血液作为“异物”会对脑组织产生损害作用。已有研究表明,铁作为血液代谢降解的最终产物之一,可大量沉积在脑组织,产生急性氧化性脑损伤。因此,促进血肿周围组织的沉积脑铁清除出脑组织可减轻脑损伤。但是,ICH后脑铁代谢机制十分复杂,仍不完全清楚,这在很大程度上阻碍了“清铁”治疗ICH的疗效。因此,只有阐明ICH后脑铁代谢机制,才能为针对性地进行“清铁”治疗ICH提供新靶点新思路。  铁调素(Hepcidin, Hepc)是作为铁代谢调节中最重要的调节激素之一,在机体及细胞铁代谢平衡的维持中具有重要的作用,并且参与了多种疾病的演变。Hepcidin在铁代谢调节中的重要作用,主要依赖于其可与细胞膜上的排铁通道(膜铁转运蛋白, Ferroportin 1, FPN1)相互结合,导致FPN1内化、降解,进而阻碍细胞内铁的排出。我们前期小样本量的临床研究发现,ICH患者血清Hepcidin含量显著增加,并且与预后呈显著的正相关。此外,已有研究表明ICH后炎症反应是显著激活的,并且炎症反应可上调Hepcidin的表达。这些研究结果强烈提示Hepcidin在ICH后脑损伤中发挥重要作用。因此,我们提出如下科学假说:ICH后炎症反应上调Hepcidin表达,其与血脑屏障脑微血管内皮细胞膜上的FPN1结合,进而阻碍血肿周围脑组织中沉积的脑铁排入外周血循环,继而加重了脑损伤。  材料与方法:  1、在体实验模型建立及标本获取:构建野生(WT)、Hepc-/-、TLR4-/-、MyD88-/-及TRIF-/-小鼠ICH自体血模型,同时构建WT-WT、WT-Hepc-/-、Hepc-/--Hepc-/-小鼠并联共生模型,并在次基础上构建ICH模型。此外,在WT小鼠ICH后经尾静脉连续5天注射human hepcidin-25 peptide;在WT或TLR4-/-小鼠ICH后经尾静脉连续5天注射TAK242。然后分别在ICH后12h、1d、3d、5d、7d、14d及28d时断头取血肿周围脑组织以及血标本,后者经离心后获得血清,所有标本均在获得后立即冻存于-80℃或液氮。  2、铁含量检测:利用原子比色法、二氨基联苯胺增强的特恩布尔染色法检测小鼠ICH 后各时间点脑组织铁含量;利用血清铁试剂盒检测小鼠ICH后 12h、1d、3d、5d及7d时血清铁含量。  3、铁调素检测:利用 WB、免疫荧光染色、荧光原位杂交实验(FISH)等检测小鼠ICH后各时间点脑组织Hepcidin表达情况及细胞来源;利用血清Hepcidin ELISA试剂盒检测小鼠ICH后12h、1d、3d、5d及7d时血清Hepcidin含量。  4、脑损伤检测:检测小鼠ICH后12h、1d、3d、5d、7d、14d及28d时脑组织氧化损伤指标[二氯荧光黄(DCFH)及 8-异前列腺素]及神经功能缺损评分;检测小鼠 ICH后12h、1d、3d、5d、7d及14d时脑含水量;利用水迷宫实验检测小鼠ICH后28d时的认知功能状态。  5、离体实验:通过培养星形胶质细胞和脑微血管内皮细胞,构建血红蛋白刺激星形胶质细胞的离体ICH模型,利用铁蛋白ELISA试剂盒检测脑微血管内皮细胞胞内铁含量。  6、其他:利用 WB 及免疫荧光染色等实验等检测 TLR4/MyD88 信号通路以及IL-6/JAK-STAT3信号通路。  结果:  1、脑出血后血肿周围脑组织非血红素铁含量显著增加:我们发现WT小鼠血肿周围脑组织非血红素铁含量在ICH后3d时开始逐渐增加,到14d时达到高峰,并且在28d时仍处于较高水平;然而,脑出血后血清铁含量却显著降低,在ICH后1 d时达到低谷。进一步地利用二氨基联苯胺增强的特恩布尔染色法,我们发现ICH后铁大量地在神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞及内皮细胞等神经细胞中。  2、脑出血后铁调素表达显著上调:我们利用WB检测发现WT小鼠血肿周围脑组织Hepcidin含量在ICH后12h时开始升高,在第3d事达到高峰,在第7天时仍较高;同样地,我们利用血清Hepcidin ELISA试剂盒检测发现血清Hepcidin水平在ICH后也是增加的,尤其是在ICH后第1d时。进一步利用免疫组化及免疫荧光染色发现,ICH后脑组织上调表达的Hepcidin主要来源于星形胶质细胞。  3、铁调素加重脑出血后脑损伤:我们发现Hepc-/-小鼠ICH后血肿周围脑组织铁含量较 WT小鼠显著降低,而血清铁含量增加。氧化损伤指标DCFH及8-异前列腺素、脑含水量及神经功能缺损评分在Hepc-/-ICH小鼠较WT ICH小鼠显著降低。此外,我们还发现Hepc-/-ICH小鼠远期的认知功能显著优于WT ICH小鼠。相反,在向WTICH小鼠尾静脉连续5天注射human hepcidin-25 Peptide后,发现上述指标均显著增加。进一步,我们在离体ICH模型中,发现Hb刺激的星形胶质细胞Hepcidin表达显著增加,将其上清液加入到脑微血管内皮细胞中后发现胞内铁蛋白含量明显增加,而加入Hepcidin抑制剂呋喃硫醇后,胞内铁蛋白含量减少。为了探索外周血清 Hepcidin 对ICH 后脑铁沉积的影响,我们构建了WT-Hepc-/-等小鼠并联共生ICH模型,发现接受了WT小鼠血液的Hepc-/-ICH小鼠(异型共生)其14d时脑铁含量较未接受WT小鼠血液的Hepc-/-ICH小鼠(同型共生)显著增加。这部分研究结果表明 ICH 后表达上调的 Hepcidin可显著阻碍沉积脑铁的“清除”,进而加重脑损伤及认知功能障碍。  4、脑出血后炎症反应上调铁调素表达:我们发现TLR4-/-及MyD88-/-小鼠ICH后脑组织及血清Hepcidin水平、脑铁含量较WT及TRIF-/-小鼠显著降低。同样地,IL-6及p-STAT3在TLR4-/-及MyD88-/-ICH小鼠脑组织中的含量较WT及TRIF-/-小鼠显著降低。此外,TLR4-/-星形胶质细胞ICH模型中 Hepcidin含量也显著降低,并且其上清培养后的脑微血管内皮细胞胞内铁蛋白含量较对照组显著降低。随后,我们利用TLR4拮抗剂TAK242,连续5天尾静脉注射后发现WT ICH小鼠脑铁含量在第14及28d时显著降低,并且28d时的认知功能障碍有显著的改善。  结论:  我们的研究结果发现ICH后炎症反应上调了 Hepcidin的表达,其阻碍沉积脑铁通过脑微血管内皮细胞排出脑组织进入血循环,进而加重了急性氧化性脑损伤及远期的认知功能障碍。该研究为干预 ICH 后炎症反应促进沉积脑铁清除,减轻脑损伤治疗 ICH提供了新的靶点。
其他文献
如何通过课堂教学使学生基本掌握《课程标准》所规定的教学内容,作业大部分在课内完成,只留少量的家庭作业,真正做到既不加重学生负担,又不断提高教学质量呢?本人经过大胆尝试,探索到了几点比较行之有效的教学方法:  一、明确一堂课的教学目标  一堂课的教学目标,定得明确具体,而又恰到好处,就要认真钻研《课程标准》和教材,分析学生的实际情况。  例如,“小数乘法”在学生具备“积随着因数的扩大(或缩小)而扩大
研究目的:  通过对普萘洛尔作用于人肺腺癌A549细胞后其基质金属蛋白酶-9(MMP-9)表达变化的研究,并分析这种变化与普萘洛尔浓度的关系,来探讨MMP-9成为肺癌治疗中的一个新靶点