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目的:据先前报道,matrilin-3主要分布在全身各处的软骨上,在心、脑等器官未发现有分布,而我们的近期研究工作表明matrilin-3在神经元、星形胶质细胞及不同脑区间均有表达。因此,本文旨在进一步研究matrilin-3在脑缺血中的变化,及其在缺血性脑损伤诱导的神经细胞死亡和胶质瘢痕形成中的作用及机制。方法:在体内,采用短暂性大脑中动脉阻塞(tMCAO)模型,以Western blot和免疫组化方法检测matrilin-3在脑缺血损伤中的表达变化;在体外,培养原代神经元和星形胶质细胞,采用氧糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)或氧糖剥夺再灌注(OGD-reperfusion)模型,以Western blot和免疫荧光方法检测matrilin-3在OGD或OGD再灌注过程中的表达变化;通过干扰或过表达matrilin-3,以乳酸脱氢酶(LDH)测定法检测其对OGD或OGD再灌注处理的星形胶质细胞和神经元的损伤;以Western blot和免疫荧光方法检测matrilin-3过表达后星形胶质细胞中胶质瘢痕的标志性蛋白GFAP,neurocan和phosphacan的表达;在atg5-/-MEF及干扰atg5的星形胶质细胞中以Western blot方法检测matrilin-3的表达。结果:在大脑中动脉缺血再灌注模型(tMCAO)中,在再灌注1天或3天后,matrilin-3分别在大脑皮层和纹状体缺血中心区中的表达减少,但在缺血再灌注7天的免疫组化中,matrilin-3在梗死边缘区的形成胶质瘢痕的星形胶质细胞中表达显著增多。在模拟胶质瘢痕的氧糖剥夺(OGD)再灌注模型中,matrilin-3在星形胶质细胞中的表达显著升高,这与体内的结果一致,但matrilin-3在神经元的变化并不显著。此外,干扰matrilin-3后,星形胶质细胞增殖速度显著变慢,其细胞形态变得肥大不规则,并且在给予OGD 6h处理后,干扰matrilin-3会导致星形胶质细胞的大量死亡,而且LDH结果显示,matrilin-3干扰组的LDH释放率显著升高,进一步加重了经OGD处理的星形胶质细胞的损伤,但是在神经元的LDH结果表明,干扰matrilin-3对OGD诱导的神经元的损伤即无保护作用,也没有进一步加重损伤。这些结果都说明matrilin-3在缺血损伤后的星形胶质细胞和神经元中的功能是不同的。而在过表达matrilin-3后,在OGD 6 h再灌24h的模型中,matrilin-3过表达组的LDH漏出率显著降低,减轻了星形胶质细胞OGD再灌注后的损伤,并且胶质瘢痕的标志性蛋白GFAP,neurocan和phosphacan的表达也显著减少,说明这种保护作用可能是通过抑制胶质瘢痕的形成来起作用的。另外,atg5-/-MEF及atg5干扰的星形胶质细胞中,matrilin-3的表达都显著下降,说明自噬可能参与了matrilin-3的调节。结论:以上结果表明matrilin-3在缺血损伤后的星形胶质细胞和神经元中的功能是不同的。matrilin-3对星形胶质细胞的增殖和生长是必须的,而下调matrilin-3会进一步加重了经OGD处理的星形胶质细胞的损伤,但过表达matrilin-3对OGD再灌注诱导损伤的星形胶质细胞具有保护作用,并且这种保护作用是可能通过抑制胶质瘢痕的形成来起作用的。另外,自噬可能参与了matrilin-3的调节。