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目的: 帕金森病(Parkinsonsdisease,PD)是一种神经退行性疾病,由中脑黑质的多巴胺能神经元进行性变性死亡引起。研究黑质多巴胺神经元死亡的原因及减少黑质多巴胺神经元损伤是提高对帕金森病认识的关键问题。目前的研究表明帕金森病的发病过程中有神经炎症的参与,PD患者脑脊液中炎症因子增多,患者中脑黑质中小胶质细胞密度增高,提示神经炎症参与了PD的发病过程,提示多巴胺能神经元周围小胶质细胞激活参与PD病因。P2X7受体是一种嘌呤受体,在小胶质细胞上高表达,其激活是小胶质细胞活化的重要途径,参与神经病理性疼痛、阿尔兹海默等多种神经炎症相关疾病过程。在生理状态下,哺乳动物细胞含有高浓度ATP,炎症或缺血等病理状况可导致ATP的释放,P2X7监视到ATP的浓度增加,可以促使炎症细胞活化、炎症因子释放。P2X7受体通道是IL-1β成熟和分泌的关键,P2X7受体诱导IL-6和肿瘤坏死因子生成和释放。但P2X7受体是否参与帕金森病的发病过程,目前没有报道。如果P2X7R参与了帕金森发病机制,其可能的作用途径也是未知。目前已知2X7受体激活后介导多条细胞内信号途径。可以激活磷脂酶D信号,激活MAPK信号传递途径。在P2X7R所激活的通路中,p38MAPK与炎症之间关系最重要。p38通路可以引起炎症因子IL-6、IL-10β、TNF-α等的产生及释放,还引起一系列与炎症反应有关的蛋白分子的表达,包括COX-2、VCAM-1、iNOS等。推测P38途径是最可能参与帕金森脑内神经炎症过程,引起多巴胺神经元损伤的途径。但是P2X7受体在帕金森病发病机制中的作用,它是否参与帕金森病黑质神经元的损伤,这种损伤是否通过激活下游p38MAPK信号通路起作用,目前尚未见报道。 本研究应用脂多糖(LPS)黑质定位注射帕金森病模型模拟帕金森病发病过程中的神经炎症病变,观察P2X7受体是否参与大鼠帕金森病发病过程,采用阻断剂考马斯亮蓝(BBG)阻断P2X7受体对黑质小胶质细胞激活的影响及对黑质多巴胺能神经元是否有保护作用,并进一步应用P38通路阻断剂SB203580探讨P2X7受体是否通过激活小胶质细胞P38MAPK信号通路起作用,探讨帕金森病发病过程中的分子机制,为临床减轻帕金森病多巴胺神经元损伤提供新的研究和治疗方向。 方法: 采用SD大鼠单侧黑质定位注射LPS帕金森病模型。采用免疫组织化学方法检测大鼠黑质TH阳性多巴胺神经元数量的变化。实验动物分为大鼠PBS黑质定位注射对照组,LPS黑质注射帕金森病模型,帕金森大鼠腹腔注射P2X7受体阻断剂BBG组,帕金森大鼠脑室注射p38MAPK阻断剂SB203580组。应用免疫组织化学方法观察帕金森大鼠黑质小胶质细胞P2X7受体以及p38MAPK的表达,P2X7受体阻断及p38MAPK阻断对帕金森大鼠黑质多巴胺神经元数量的变化及小胶质细胞的激活的影响。western blot方法及免疫组化方法观察阻断P2X7受体以及阻断p38MAPK后,对大鼠中脑的p38以及p-P38表达的影响。 结果: 1、LPS黑质注射后大鼠黑质多巴胺神经元明显减少。帕金森模型组大鼠黑质表达TH阳性的细胞数是对照组的48.1%(P<0.05),LPS黑质注射引起大鼠黑质多巴胺神经元的损伤。BBG能显著改善LPS注射引起的黑质多巴胺神经元丢失,BBG组大鼠黑质多巴胺神经元只减少到对照组的75.9%(P<0.05),表明P2X7受体阻断对黑质多巴胺神经元有神经保护作用。应用了p38MAPK阻断剂SB203580的帕金森大鼠其TH阳性细胞数是假手术对照组的61.2%(P<0.05),表明SB203580对多巴胺神经元也有保护作用。 2、LPS黑质注射大鼠的黑质表达IBA1增多,小胶质细胞激活。P2X7R阻断剂BBG减少了小胶质细胞的激活。应用IOD值对IBA1的表达进行半定量分析,LPS组IBA1的光密度是假手术组的3.5倍(P<0.05)。BBG阻断剂组的IBA1的光密度是假手术组的1.39倍(P<0.05)。SB203580组的IBA1的光密度是假手术组的1.6倍(P<0.05)。 3、LPS黑质定位注射帕金森模型大鼠小胶质细胞P2X7受体表达上调。P2X7R与IBA1标记的小胶质细胞共表达,表明P2X7R表达在小胶质细胞上。LPS黑质注射后15天损伤侧P2X7R的IOD值是假手术组的9.6倍(P<0.05)。应用BBG阻断剂组的帕金森模型大鼠黑质P2X7R的光密度是假手术组的2.3倍(P<0.05)。BBG组与LPS组P2X7R的IOD值明显减少(P<0.05)。SB203580组的P2X7R的IOD值是假手术组的2.9倍(P<0.05);SB203580组与LPS组P2X7R的IOD值明显减少(P<0.05)。表明P2X7受体参与了LPS黑质注射引起多巴胺神经元损伤的过程。 4、LPS黑质注射后大鼠黑质小胶质细胞表达磷酸化P38增多,BBG减少了小胶质细胞磷酸化P38的表达。免疫荧光双标显示p-p38与IBA1共表达,表明p-p38在小胶质细胞表达。LPS黑质注射后p-p38的IOD值是假手术组的8.5倍(P<0.05)。应用P2X7R阻断剂BBG组的p-p38的光密度是假手术组的1.87倍(P<0.05)和0.96倍(P<0.05)。BBG组与LPS组比较p-p38表达明显减少(P<0.05)。 5、Western blot结果显示LPS黑质注射大鼠中脑P-P38表达显著增加,与PBS对照组相比P<0.05。P2X7R阻断剂BBG给药减少了P-P38的表达,与LPS帕金森模型组相比P-P38的表达减少P<0.05。P38表达各组无明显差异。 结论: LPS黑质定位注射引起大鼠黑质P2X7R表达上调,小胶质细胞激活,黑质多巴胺神经元数量减少。对LPS帕金森模型大鼠应用P2X7R阻断剂BBG进行治疗后,大鼠多巴胺神经元数量得到大部分的恢复,小胶质细胞的激活明显减轻。LPS黑质定位注射还可以引起小胶质细胞表达p-p38增多,P2X7R抑制剂的应用抑制了中脑p-p38的表达;应用P38MAPK通路阻断剂SB203580可以抑制小胶质细胞的激活,减少帕金森模型大鼠多巴胺神经元的丢失。这些结果表明P2X7R激活引起的P38磷酸化激活,介导了LPS引起的黑质小胶质细胞激活,进而导致多巴胺神经元的减少。应用P2X7R抑制剂BBG,可以抑制了中脑黑质小胶质细胞P38MAPK的激活,抑制小胶质细胞的激活,进而对多巴胺神经元起到保护作用。