论文部分内容阅读
背景在中枢神经系统中,少突胶质细胞(Oligodendrocyte,Ol)包绕神经元轴突形成髓鞘,髓鞘保证动作电位的快速传导并为轴突提供营养支持。髓鞘损伤是以多发性硬化(Multiple Sclerosis,MS)为代表的脱髓鞘疾病的标志性病理改变。少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte Precursor Cell,OPC)是形成Ol并进而形成髓鞘的主要来源,但由于病理条件下Ol的增殖,分化及髓鞘再生的调节机制尚未完全阐明,目前缺乏刺激受损髓鞘修复与再生的有效方法。因此脱髓鞘疾病患者多遗留功能障碍甚至残疾,极大的影响病人的生活质量。髓鞘的修复与再生需要OPC的有效存活、增殖、分化、迁移、成熟。这个精密的工作程序中任何环节失调都会影响髓鞘修复与再生的最终结果。现有研究表明,在MS患者的脑组织切片中,约70%的脱髓鞘部位有未成熟的OPC,停留在幼稚状态不能分化为成熟的Ol,此结果提示OPC的成熟障碍是MS中髓鞘修复与再生的关键问题。因此我们重点研究了 Ol分化成熟的调控机制,同时也探讨OPC/Ol的增殖、存活及凋亡。白细胞介素17(Interleukin 17,IL-17)是具有免疫调节功能的细胞炎性因子。IL-17是MS疾病发生的重要效应因子,在MS患者脑脊液中显著升高,并诱导脱髓鞘。此外,有研究发现Kv1.3的表达与T细胞中IL-17分泌的增加相对应。因此,本研究使用IL-17作为体外培养的疾病细胞模型的诱导因子在细胞水平模拟疾病发生。电压门控钾离子通道(Voltage-gated K+channel,Kv)是有很多亚型的庞大家族,其中有很多家族成员参与OPC/Ol的功能调控。根据现有研究结果,Kv1.3和Kv1.5是构成Ol细胞表面钾离子流的主要成分,特别是Kv1.3。有研究报道Kv1.3通道参与Ol谱系细胞发育成熟过程中的细胞周期调控,表明Kv1.3通道在调节OPC/Ol细胞的增殖、分化成熟中起重要作用。此外,MS相关补体诱导Kv1.3电流升高使Ol功能受损,而Kv1.3抑制剂可阻断此伤害。本研究通过构建细胞模型,应用电生理技术、免疫荧光、Western blot等多种实验方法,在细胞水平研究电压门控钾离子通道Kv1.3在不同分化状态下的OPC/Ol表面表达情况,探讨IL-17作用于Kv1.3从而对OPC增殖和分化的影响,并探讨其可能的细胞内信号通路;同时应用脑立体定位技术构建动物在体局部脱髓鞘模型——溶血磷脂酰胆碱(lysophosphatidylcholine,LPC)脱髓鞘模型,应用Kv1.3拮抗剂PAP,阐明在体情况下Kv1.3拮抗剂对非免疫性脱髓鞘的保护作用,说明Kv1.3作为脱髓鞘疾病的潜在治疗靶点,具有重要临床意义。目的1.探讨Kv1.3参与调节OPC的增殖、分化及IL-17诱导的Ol凋亡。2.探讨参与调节OPC/Ol增殖、分化及存活的信号通路,进一步阐明Kv1.3调控OPC/Ol生物功能的分子机制。3.探讨在动物局部脱髓鞘模型中阻断Kv1.3对髓鞘再生的影响,研究Kv1.3作为脱髓鞘疾病治疗靶点的可能性。方法1.用电生理及Western Blot的方法检测Kv1.3电流及通道蛋白在OPC和Ol中的表达水平。2.引入炎症因子IL-17,应用分子生物学技术进一步探讨IL-17作用于Kv1.3对OPC增殖和分化的作用。3.引入Kv1.3特异拮抗剂PAP,从而观察阻断Kv1.3是否对MS相关的炎性因子IL-17诱导的OPC/Ol细胞损伤有保护作用。4.通过检测p38 MAPK、AKT磷酸化水平研究其是否介导Kv1.3参与的OPC/Ol生物活动调节。5.建立LPC诱导的局部脱髓鞘小鼠模型,从而评估阻断Kv1.3是否促进受损髓鞘的修复与再生。结果1.电压门控钾离子通道蛋白Kv1.3的表达水平在OPC成熟过程中逐渐下降。2.阻断Kv1.3可拮抗IL-17诱导的Ol损伤。3.阻断Kv1.3可拮抗IL-17诱导的p-AKT减少。4.激活AKT通路可保护IL-17诱导的OPC/Ol损伤。5.阻断Kv1.3保护胼胝体免受LPC引起的体内脱髓鞘。结论1.IL-17通过激活Kv1.3对OPC/Ol产生直接毒性和分化抑制,从而诱导髓鞘损伤。2.Kv1.3通过AKT通路参与调控OPC/Ol的增殖和分化。3.阻断Kv1.3可保护MS相关的OPC/Ol损伤。4.在LPC诱导的动物局部脱髓鞘模型中阻断Kv1.3对髓鞘具有保护作用。