研究背景:脊髓损伤(spinal cord injury,简称SCI)是指由外伤、炎症、肿瘤等不同原因引起,具有相同临床转归的一种高致残率、高死亡率并且至今尚无有效方法可治愈的中枢神经系统疾病,可造成脊髓横断性损伤,致损害平面以下的运动、感觉、括约肌及自主神经功能障碍。脊髓损伤的发生发展伴随着强烈和持续的炎症反应,炎性细胞的浸润与炎性因子的释放可致使损伤范围迅速扩大,加剧周围组织坏死。其中,作为广泛存在于中枢神经系统(central nervous system,CNS)中的小胶质细胞(microglia,简称MG),在脊髓损伤后,可被组织因子激活转化为M1表型,通过吞噬坏死的细胞碎片激活胞内的炎症级联反应,释放大量的促炎因子,包括IL-6(Interleukin-6,白细胞介素-6)、IL-1β(Interleukin-1β,白细胞介素-1β)、TNF-a(tumor necrosis factor-α,肿瘤坏死因子-α)、MHC-II、iNOS(nitric oxide synthase,一氧化碳合酶)和ROS(reactive oxygen species,活性氧分子)等,加剧组织微环境中的炎症反应,进而损害周围正常脊髓组织,使炎症范围扩散。研究发现,在各种原因所致的神经系统疾病与损伤中,由星型胶质细胞和少突胶质细胞等分泌的s100-β蛋白,有一定程度的分泌增高表现,且胞外间隙较高浓度的s100-β蛋白可能诱导星形胶质细胞产生iNOS,从而促进DNA损伤或细胞凋亡的扩展。s100-β蛋白与神经系统损伤之间存在尚不明确的相关性,阐明s100-β蛋白和相关炎性细胞、炎性因子间的相互作用,可能对脊髓损伤的发病机制的研究有一定的推进作用,并以此带来优化脊髓损伤治疗方案的效用。因此,有必要针对小胶质细胞、s100-β蛋白在脊髓损伤病理机制中的作用设计研究进行进一步论证。研究目的:本研究试图通过对组织炎症激活、基因与蛋白表达、炎性因子释放等病理过程的分析,明确在脊髓损伤后s100-β蛋白和小胶质细胞的应答反应与变化趋势,为进一步探究二者之间的作用机制提供理论依据,为研究脊髓损伤病理改变提供新的论点和思路。研究方法:本研究设计分为动物实验与细胞实验两部分,动物实验应用C57B/6J小鼠构建脊髓损伤动物模型,细胞实验应用LPS诱导BV-2细胞构建小胶质细胞活化模型,实验应用免疫荧光标记、Western blot、qRT-PCR实验技术作为分析方法。通过分析脊髓损伤后S100-β蛋白的表达、小胶质细胞的活化、炎性因子的释放来阐述S100-β蛋白在脊髓损伤后病理机制中的作用。研究结果:动物实验成功构建小鼠脊髓损伤模型,在脊髓损伤早期,S100-β蛋白的空间分布与活化的小胶质细胞高度吻合;进一步定量分析发现小胶质细胞M1型活化增多,S100-β蛋白及上游基因高表达,组织促炎因子释放增多。随着时间推移,S100-β蛋白、小胶质细胞、促炎因子三者均在损伤后14d回落至正常水平。细胞实验中,BV-2细胞可通过LPS的处理活化为M1表型,成功构建小胶质细胞活化模型。在活化处理的小胶质细胞中,S100-β蛋白、M1表型标记物、组织促炎因子均呈不断增多的趋势,24h内即可达到倍数于正常水平的高表达。研究结论:基于本研究实验结果可发现,S100-β蛋白在脊髓损伤早期明显高表达,并伴随小胶质细胞M1表型活化增多、组织促炎因子表达增多。S100-β蛋白可能在脊髓损伤后由迅速活化为M1型的小胶质细胞分泌,并进一步相互作用加强组织促炎因子表达,加重损伤组织的炎症反应,二者之间的作用机制需进一步设计实验分析论证。