论文部分内容阅读
背景及目的:血-脊髓屏障(blood spinal cord barrier, BSCB)的破坏将严重扰乱脊髓内环境稳态,是脊髓损伤(SCI)创后难愈的重要原因。碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF),是一个具有神经保护作用的营养因子,有助于神经元细胞的存活,在多种中枢神经系统疾病中显示出积极作用。前期研究表明bFGF有助于大鼠SCI后后肢运动功能的恢复,但其对BSCB是否具有维护作用,仍无报道。小窝蛋白-1(Caveolin-1,Cav-1),参与形成胞膜窖的结构蛋白,是细胞微囊的标志蛋白,在血管屏障通透性的调控中发挥着重要作用。本文旨在研究并阐述外源性bFGF是否有利于SCI后BSCB完整性的维护,并确定在BSCB破坏后bFGF与Cav-1之间的关系。 方法:(1)大鼠SCI模型的建立:本实验采用脊髓打击器HI-0400构建损伤模型。暴露脊柱T8~10段,撞击T9节段,撞击器直径为2.5 mm,打击器力度大小为150 kdy,无停留时间。撞击后,剔除力度大小异常或超出10%以上的。将雌性SD大鼠随机分为模型组、bFGF给药组以及假手术组,手术结束后半小时,在背部损伤周围皮下给bFGF(80μg/kg),之后每隔一天给药一次,并在损伤后1、3、7、14d对大鼠进行行为学评分。血脊髓屏障的通透性采用尾静脉注射伊文思蓝、FITC-dextran检测。在相应时间点处死大鼠,收集组织标本分用于冰冻切片染色、Western blot、明胶酶谱、PCR以及其他检测。本实验主要涉及的指标有粘附连接蛋白(p120-catenin,β-catenin)、紧密连接蛋白(occludin,claudin-5)、Cav-1、MMPs等。 (2)内皮细胞糖氧剥夺(OGD)模型的建立:当单层培养的人脑微血管内皮细胞(HBMEC)达到融合时,换成饥饿培养基培养饥饿过夜,然后更换无糖的基础培养基,移至氧浓度为0.2%的培养箱中培养12 h,取出后检测细胞通透性或收集蛋白进行相关指标检测。bFGF溶于PBS中,给药浓度50 ng/mL、OGD前30 min进行处理,正常组加同体积的PBS。检测指标与体内实验相同。 (3)小干染RNA转染HBMEC:为进一步研究Cav-1与BSCB的关系及bFGF可能的作用机制,我们在体外HBMEC上进行Cav-1的敲除。当HBMEC生长至70%,按照lipofectamine2000试剂盒步骤进行转染,加入5μL lipofectamine2000,100 pmole si-Cav-1。24 h后,进行OGD实验(步骤同上)。检测HBMEC对FITC-dextran的渗透率,并采用Western blot和免疫荧光技术检测连接相关蛋白的表达。 结果:(1)首先验证bFGF对脊髓撞击后的神经保护作用,从1、3、5、7、14d的Basso,Beattie and Bresnahan(BBB)评分以及14 d的脚步印迹结果,我们可以得出,bFGF能够促进SCI后大鼠后肢运动功能的恢复。HE及NeuN的染色结果进一步证实bFGF可以减少大鼠SCI造成的核固缩、组织出血、神经元丢失等损伤。然后,从不同时间点的伊文思蓝的渗漏结果得出,SCI后BSCB被破坏,且在手术后第一天伊文思蓝的渗漏量最多,同时,我们发现bFGF在损伤后第一天对屏障的保护作用最强;FITC-dextran检测进一步验证bFGF的作用;WB及免疫荧光染色结果表明bFGF提高SCI后粘附连接蛋白(pl20-catenin、β-catenin)和紧密连接蛋白(claudin-5、occludin)的表达,减少巨噬细胞CD68的表达;明胶酶谱、WB及PCR实验结果表明bFGF降低SCI后MMP-9的表达及活性。体外OGD实验结果表明,OGD后细胞间通透性显著上升,FITC-dextran渗透量增加,紧密连接相关蛋白表达减少,而bFGF可以促进细胞紧密连接相关蛋白的上调,减少FITC-dextran的渗透。 (2)在上述结果的基础上,为了探索bFGF是如何保护BSCB的,我们检测关键因子Cav-1的表达。结果显示,SCI后,Cav-1的表达呈现出与连接蛋白相一致的趋势,且bFGF在提高连接相关蛋白表达的同时也提高了Cav-1的表达。因此,我们推测Cav-1参与bFGF修复血脊髓屏障的过程。从Cav-1与其他细胞标志物的双染结果,我们发现Cav-1仅在脊髓的血管中表达。随后,我们在体外内皮细胞实验引入Cav-1的小干扰RNA。结果表明,当敲低内皮细胞Cav-1的表达后,bFGF对连接相关蛋白和内皮屏障通透性的保护作用消失。 结论:bFGF能够提高大鼠SCI和OGD后紧密连接蛋白和粘附连接蛋白的表达,降低MMP-9的表达及活性,从而促进BSCB的修复,并且Cav-1在bFGF修复BSCB完整性中至关重要。