脊髓损伤是一种严重的神经功能障碍性疾病,会导致神经元变性和永久性的神经麻痹。目前的研究热点是探究脊髓原发性损伤后的二次损伤机制及针对这种继发性损伤的治疗策略。本实验主要从两个方面探究脊髓损伤后的病理发生机制及提出新的治疗方法。一方面,众所周知,脊髓损伤会在局部组织发生炎症反应,炎症反过来会促进脊髓损伤。炎症反应过程中活化的星形胶质细胞可促进胶质瘢痕的形成,加剧脊髓损伤的进展。白细胞介素17(IL17)也会在脊髓损伤后的在炎症反应中上调。在这项研究中,我们发现上调的IL17可以诱导星形胶质细胞的活化,表现为标志性的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)升高无论是体内还是体外实验。此外,我们证明了在星形胶质细胞瘤细胞中VEGF的上调是由IL17诱导的。进一步研究发现,IL17是通过激活JAK/STAT信号通路诱导了VEGF的表达。同时,在大鼠脊髓损伤模型中我们发现了IL17可以显著降低脊髓组织的完整性、增加尿潴留量以及损害血脊髓屏障。这种新发现的IL17-JAK/STAT-VEGF轴可以提高我们对脊髓损伤后炎症反应过程中分子机制的理解,提供了另一种潜在的脊髓损伤治疗靶点。另一方面,我们对脊髓损伤后的补体激活很感兴趣。越来越多的研究表明,补体激活与脊髓二次损伤中的免疫炎症反应关系密切,复杂的免疫炎症反应最终导致补体级联反应的激活,而补体激活的终末产物攻膜复合物(MAC)沉积在神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等表面,导致大量细胞死亡,从而引起脱髓鞘和神经坏死。由此可见这种补体激活介导的细胞毒性反应(CDCC)可以对脊髓损伤的预后产生巨大的影响。目前市场上针对补体激活的抑制剂寥寥无几,因此开发一种可以靶向补体激活的药物治疗脊髓损伤显得尤为迫切。CD59蛋白是通过糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定在细胞膜表面的天然补体抑制蛋白,它可以阻碍C8与C9的结合抑制MAC的形成,从而抑制补体激活介导的细胞毒性反应。因此我们致力于将CD59蛋白开发成一种临床药物,用于治疗脊髓损伤及补体相关疾病。研究中我们首先验证了脊髓损伤后的局部组织的确有补体的激活及MAC的沉积,随后我们利用原核表达手段在体外表达出了大量的CD59蛋白,而此时的CD59蛋白并没有生物学活性。研究发现,GPI结构对CD59蛋白的活性至关重要,而原核表达的CD59蛋白缺乏GPI结构,因此需要找到一种可以替代GPI的物质帮助CD59蛋白锚定在细胞膜表面。为了克服这一难题,我们利用多肽固相合成技术(SPPS)合成了既可以插入细胞膜又可以与CD59蛋白连接的多肽小分子,解决了将CD59蛋白聚集在细胞膜表面的难题。接下来,通过经典的补体溶血试验,验证了经多肽修饰后的CD59蛋白在体外具有抑制MAC形成的活性。我们将继续优化这一项技术,提高CD59蛋白在动物体内的活性,早日将CD59应用于脊髓损伤的治疗。