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越来越多的证据显示新生儿脑损伤常伴随着感染和炎症反应,但是其发病机制尚未完全阐明。Toll样受体通过结合其特定的受体,激活抗原提呈细胞及特异性反应,作为桥梁连接先天性免疫和适应性免疫,发挥重要的作用。其中,以TLR2可识别的配体最为广泛,目前关于TLR2在成年鼠脑损伤中的作用研究很多,TLR2信号传导通路激活对新生小鼠脑发育的影响尚不清楚。
研究目的:本研究将探讨TLR2激动剂-Pam3CSK4对新生小鼠脑发育短期和长期的影响。
材料与方法:C57BL/6新生小鼠被随机分为三组,Pam3CSK4(5mg/kg)实验组,内毒素(LPS)阴性的生理盐水组和LPS(0.3mg/kg)阳性对照组,各组小鼠于生后3日龄到11日龄每天腹腔注射各组处理药物,分别于12日龄和53日龄处死并分别称取脑、脾脏和肝脏。此外,首次腹腔注射各组实验药物6小时后,即3日龄时,取脑组织并采用ELISA方法检测IL-1β、IL-6、KC、MCP-1和IL-10含量。灌注脑组织经石蜡固定后,切片后做免疫组化染色,分别使用MAP-2、MBP和NeuN免疫组化染色检测TLR2激动剂Pam3CSK4对小鼠大脑灰质、白质以及海马区神经元的影响,并检测炎症(Iba-1)、增生(ki67)和凋亡(Caspase-3)指标。对小脑组织切片做组织染色后,评估其对小脑颗粒层、分子层和普肯野细胞的影响。在生后50同龄时通过惊吓恐惧实验来判断其对小鼠记忆功能的影响,并进一步评估其长期效应。此外,利用TLR2基因敲除小鼠来进一步验证TLR2对新生小鼠脑发育的影响。
结果:生后3日龄小鼠经TLR2激动剂-Pam3CSK4腹腔注射9天后,小鼠大脑灰质和白质的体积减小,并且伴随肝脏和脾脏的重量增加。此外,与阴性对照组相比,Pam3CSK4处理组小鼠海马神经元密度降低,同时小胶质细胞密度显著增加,但凋亡因子及细胞增生因子未发生明显变化,其小脑分子层体积减少,而颗粒细胞层体积及浦肯野氏细胞密度未发生显著变化。TLR2基因敲除小鼠没有发现明显大脑白质和灰质损伤。首次腹腔注射Pam3CSK4后6小时,其脑组织内IL-1β、IL-6、KC、和MCP-1水平显著升高。并且,连续腹腔注射Pam3CSK4,对小鼠长期记忆功能和大脑灰质及白质发育没有明显影响。
结论:Pam3CSK4作为TLR2的激动剂,全身应用可引起新生小鼠短暂的大脑和小脑的白质及灰质的损伤并伴随小胶质细胞的显著激活。Pam3CSK4对未成熟脑的损伤作用是暂时的,并没有影响长期发育。