JAK2/STAT3信号通路对脊髓损伤大鼠神经功能恢复的机制研究

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背景:脊髓损伤(SCI)是一种严重的神经中枢系统损伤,可导致损伤节段平面以下躯体感觉及运动功能丧失甚至大、小便失禁,给家庭及社会带来沉重的经济负担。脊髓损伤后可瞬间激活JAK2/STAT3信号通路,参与脊髓损伤炎症、凋亡过程调控,因此对脊髓损伤后JAK2/STAT3信号通路的的研究具有重要意义。使用JAK2磷酸酶抑制剂AG490干预JAK2磷酸化表达,阻断JAK2/STAT3信号通路传导,观察其对损伤脊髓组织中不同时间点P-JAK2、P-STAT3的影响,各种炎症因子IL-6表达的变化、凋亡相关蛋白Bcl-2表达、行为学评分、组织学分析等。探讨JAK2/STAT3信号通路在脊髓损伤早期的作用,为临床治疗提供理论依据。目的:1.JAK2/STAT3信号通路在早期脊髓损伤中的表达研究;2.使用JAK2蛋白激酶磷酸化抑制剂AG490抑制JAK2/STAT3信号通路转导对脊髓损伤机制研究。方法:1.制作脊髓损伤动物模型,分别于术后1、3、7、14天取局部脊髓损伤部位进行检测;2.采用RT-PCR法检测大鼠脊髓组织中JAK2、STAT3、Bcl-2、IL-6mRNA 表达水平;3.Western blot检测P-JAK2、P-STAT3、Bcl-2、IL-6蛋白表达变化;4.采用BBB评分法对大鼠行为学进行评估;5.取脊髓组织进行制作石蜡切片,然后免疫组化定量分析及Tunel染色检测脊髓神经细胞凋亡率;6.采用SPSS20.0软件对数据进行处理,组间比较采用单因素方差分析两两比较,当P<0.05为差异具有统计学意义。结果:1.脊髓损伤大鼠靠双前肢体爬行,双下肢踝、膝及髋关节不能自主活动,尾巴不能上下摆动,大鼠脊髓损伤后JAK2/STAT3信号通路立即被激活,JAK2、STAT3基因相对空白组明显升高。BBB评分空白组1、3、7、14天保持健康状态平均达20.75分;SCI组第1天评分均为0分,第3天平均1.78分,第7天评分平均3.41分,第14天评分平均4.95分。2.Western blot检测P-JAK2、P-STAT3蛋白在脊髓损伤1天后立即表达,SCI+AG490组使用AG4590磷酸酶抑制剂后,与SCI组相比,P-JAK2、P-STAT3蛋白在第1、3、7天明显减少。SCI组IL-6蛋白在SCI组表达量在第1、3天明显比Sham组增高,与SCI+AG490组相比,蛋白表达减少。Bcl-2蛋白在SCI组和SCI+AG490组中,从第1天开始持续高量表达,但SCI+AG490组中Bcl-2蛋白表达相对减少。Sham组大鼠平均达20.75分,Vehicle组平均得20.87分,SCI组平均2.54分,SCI+AG490组平均达1.96分。免疫组化结果显示,脊髓损伤后P-JAK2、P-STAT3、IL-6在SCI组、SCI+AG490组表达阳性细胞明显升高,第3天达阳性细胞数最多,其中SCI+AG490组P-JAK2、P-STAT3蛋白表达明显比SCI组少;SCI组BCL-2阳性细胞数明显比SCI+AG490组多。在脊髓组织石蜡切片Tunel染色结果显示使用AG490阻断JAK2/STAT3信号通路后,SCI+AG490组神经元细胞阳性数量明显比SCI组多。结论:1.脊髓损伤后大鼠体内局部损伤脊髓组织WB结果显示P-JAK2、P-STAT3功能蛋白在损伤组中明显升高,第3天达到高峰,说明JAK2/STAT3信号通路与脊髓损伤过程中有紧密联系。2.脊髓损伤JAK2/STAT3信号通路激活后,JAK2、STAT3表达量与IL-6表达量呈正相关,与Bcl-2表达量呈正负关可以抑制炎症因子IL-6蛋白的表达,增加Bcl-2表达量,减少神经细胞水肿,抑制神经元细胞凋亡。
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