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目的:本研究通过体外模拟神经炎症反应,体内建立POCD动物模型,观察小胶质细胞活化情况,明确右美托咪定对POCD的治疗作用,以及初步探究SALL1/JARID2在右美托咪定改善POCD中的作用,以期为右美托咪定的临床应用提供新的分子机制以及为后续POCD机制的深入研究提供实验基础依据。
方法:1.采用0.1μg/ml和1μg/ml的脂多糖(LPS)诱导BV2细胞,MTT法检测诱导后6h,12h,24h,36h和48h后的细胞活力情况,探索模拟神经炎症反应的最佳LPS诱导浓度和时间。其后用0.1μM,1μM和10μM的右美托咪定(Dex)在LPS诱导前1小时预处理BV2细胞,MTT法检测细胞活力,探索最有效的Dex作用浓度。2.将BV2细胞随机分为对照组(Control组),脂多糖诱导组(LPS组)和右美托咪定处理组(Dex组),免疫荧光观察小胶质细胞活化标志物CD68的表达情况,实时定量免疫荧光聚合酶链反应(qRT-PCR)检测小胶质细胞M1/M2型标志物变化,qRT-PCR和蛋白印迹(Western blot)检测SALL1及其下游基因表达情况。3.选取60只C57BL/6雄性小鼠,随机分为三个组:假手术组(Sham组),模型组(Model组)和右美托咪定干预组(Dex组)。Sham组小鼠仅进行麻醉,不做胫骨骨折手术,Model组小鼠在吸入麻醉下行胫骨骨折髓内固定术,Dex组小鼠在麻醉前0.5h腹腔注射25μg/Kg的右美托咪定,其后行吸入麻醉下胫骨骨折髓内固定术。术后对3组小鼠进行Morris水迷宫实验评估认知功能状况,行为学检测结束后,取外周血,收集血清,心脏灌注后取脑组织。免疫荧光观察海马区小胶质细胞活化标志物Iba-1的表达情况,qRT-PCR检测小胶质细胞M1/M2型标志物变化,酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清和海马组织中炎症因子TNF-α、IL-6和IL-10的水平,qRT-PCR和Western blot检测海马组织中SALL1及JARID2的表达。
结果:1.0.1μg/ml和1μg/ml的LPS处理BV2细胞6h,12h,24h,36h和48h后,细胞活力结果表明,0.1μg/ml的LPS对BV2细胞诱导24h后细胞活力显著增加(P<0.05);0.1μM,1μM和10μM的Dex预处理BV2细胞,结果显示0.1μM的Dex可显著抑制BV2细胞活化(P<0.05)。2.细胞实验结果显示,与Control组相比,LPS组小胶质细胞活化标志物CD68显著增加,BV2细胞显著活化,而Dex组小胶质细胞活化标志物CD68明显减少,BV2细胞活化程度明显降低。此外,LPS组小胶质细胞M1型标志物(iNOS和CD32)的mRNA水平较Control组明显增加,而与LPS组相比,Dex组iNOS和CD32的mRNA水平明显降低;与Control组比较,小胶质细胞M2型标志物(CD206和Arg1)的mRNA水平在LPS组显著降低,而与LPS组相比,Dex组CD206和Arg1的mRNA水平明显增加(P<0.05)。Morris水迷宫实验结果显示,Model组小鼠的逃避潜伏期比Sham组长,Dex组小鼠的逃避潜伏期较Model组短(P<0.05);与Sham组相比,Model组小鼠的穿台次数明显减少,Dex组小鼠的穿台次数较Model组增多(P<0.05)。免疫荧光显示,Model组小鼠海马区Iba-1的表达较Sham组增加,Dex组海马区Iba-1的表达较Model组减少。Model组iNOS和CD32的mRNA水平较Sham组明显增加,而Dex组两分子的表达较Model组明显降低(P<0.05);与Sham组比较,CD206和Arg1的mRNA在Model组显著降低,而两分子在Dex组中明显增加(P<0.05)。ELISA检测显示,与Sham组相比,Model组小鼠的血清和海马组织中TNF-α和IL-6的水平明显增加,Dex组TNF-α和IL-6的水平较Model组显著降低(P<0.05);此外,Model组小鼠的血清和海马组织中IL-10的水平比Sham组明显降低,Dex组IL-10的含量较Model组显著增加(P<0.05)。3.细胞实验结果显示,LPS组的SALL1和JARID2的mRNA水平比Control组显著降低,Dex组SALL1和JARID2的表达较LPS组显著增加(P<0.05),而Dux,Mreg和Phc1的mRNA水平在三组中无显著差异(P>0.05)。LPS组的SALL1和JARID2蛋白表达比Control组显著降低,Dex组SALL1和JARID2的蛋白表达较LPS组显著增加(P<0.05);此外,动物实验显示,与Sham组相比,Model组SALL1和JARID2的mRNA和蛋白表达均显著降低,Dex组SALL1和JARID2的mRNA和蛋白表达均较Model组显著增加(P<0.05)。
结论:1.0.1μg/ml的LPS对BV2细胞诱导24h后BV2细胞显著活化,0.1μM的Dex可显著抑制BV2细胞活化。2.构建POCD模型后小胶质细胞显著活化,小胶质细胞M1型标志物和促炎细胞因子显著增加,M2型标志物和抗炎细胞因子表达降低;右美托咪定可显著改善小鼠术后认知功能障碍,抑制小胶质细胞活化,逆转小胶质细胞M1/M2型标志物和炎症因子的表达。3.SALL1在小胶质细胞活化时表达降低,其下游基因JARID2表达亦降低,右美托咪定可以使SALL1和JARID2的表达增加。
方法:1.采用0.1μg/ml和1μg/ml的脂多糖(LPS)诱导BV2细胞,MTT法检测诱导后6h,12h,24h,36h和48h后的细胞活力情况,探索模拟神经炎症反应的最佳LPS诱导浓度和时间。其后用0.1μM,1μM和10μM的右美托咪定(Dex)在LPS诱导前1小时预处理BV2细胞,MTT法检测细胞活力,探索最有效的Dex作用浓度。2.将BV2细胞随机分为对照组(Control组),脂多糖诱导组(LPS组)和右美托咪定处理组(Dex组),免疫荧光观察小胶质细胞活化标志物CD68的表达情况,实时定量免疫荧光聚合酶链反应(qRT-PCR)检测小胶质细胞M1/M2型标志物变化,qRT-PCR和蛋白印迹(Western blot)检测SALL1及其下游基因表达情况。3.选取60只C57BL/6雄性小鼠,随机分为三个组:假手术组(Sham组),模型组(Model组)和右美托咪定干预组(Dex组)。Sham组小鼠仅进行麻醉,不做胫骨骨折手术,Model组小鼠在吸入麻醉下行胫骨骨折髓内固定术,Dex组小鼠在麻醉前0.5h腹腔注射25μg/Kg的右美托咪定,其后行吸入麻醉下胫骨骨折髓内固定术。术后对3组小鼠进行Morris水迷宫实验评估认知功能状况,行为学检测结束后,取外周血,收集血清,心脏灌注后取脑组织。免疫荧光观察海马区小胶质细胞活化标志物Iba-1的表达情况,qRT-PCR检测小胶质细胞M1/M2型标志物变化,酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清和海马组织中炎症因子TNF-α、IL-6和IL-10的水平,qRT-PCR和Western blot检测海马组织中SALL1及JARID2的表达。
结果:1.0.1μg/ml和1μg/ml的LPS处理BV2细胞6h,12h,24h,36h和48h后,细胞活力结果表明,0.1μg/ml的LPS对BV2细胞诱导24h后细胞活力显著增加(P<0.05);0.1μM,1μM和10μM的Dex预处理BV2细胞,结果显示0.1μM的Dex可显著抑制BV2细胞活化(P<0.05)。2.细胞实验结果显示,与Control组相比,LPS组小胶质细胞活化标志物CD68显著增加,BV2细胞显著活化,而Dex组小胶质细胞活化标志物CD68明显减少,BV2细胞活化程度明显降低。此外,LPS组小胶质细胞M1型标志物(iNOS和CD32)的mRNA水平较Control组明显增加,而与LPS组相比,Dex组iNOS和CD32的mRNA水平明显降低;与Control组比较,小胶质细胞M2型标志物(CD206和Arg1)的mRNA水平在LPS组显著降低,而与LPS组相比,Dex组CD206和Arg1的mRNA水平明显增加(P<0.05)。Morris水迷宫实验结果显示,Model组小鼠的逃避潜伏期比Sham组长,Dex组小鼠的逃避潜伏期较Model组短(P<0.05);与Sham组相比,Model组小鼠的穿台次数明显减少,Dex组小鼠的穿台次数较Model组增多(P<0.05)。免疫荧光显示,Model组小鼠海马区Iba-1的表达较Sham组增加,Dex组海马区Iba-1的表达较Model组减少。Model组iNOS和CD32的mRNA水平较Sham组明显增加,而Dex组两分子的表达较Model组明显降低(P<0.05);与Sham组比较,CD206和Arg1的mRNA在Model组显著降低,而两分子在Dex组中明显增加(P<0.05)。ELISA检测显示,与Sham组相比,Model组小鼠的血清和海马组织中TNF-α和IL-6的水平明显增加,Dex组TNF-α和IL-6的水平较Model组显著降低(P<0.05);此外,Model组小鼠的血清和海马组织中IL-10的水平比Sham组明显降低,Dex组IL-10的含量较Model组显著增加(P<0.05)。3.细胞实验结果显示,LPS组的SALL1和JARID2的mRNA水平比Control组显著降低,Dex组SALL1和JARID2的表达较LPS组显著增加(P<0.05),而Dux,Mreg和Phc1的mRNA水平在三组中无显著差异(P>0.05)。LPS组的SALL1和JARID2蛋白表达比Control组显著降低,Dex组SALL1和JARID2的蛋白表达较LPS组显著增加(P<0.05);此外,动物实验显示,与Sham组相比,Model组SALL1和JARID2的mRNA和蛋白表达均显著降低,Dex组SALL1和JARID2的mRNA和蛋白表达均较Model组显著增加(P<0.05)。
结论:1.0.1μg/ml的LPS对BV2细胞诱导24h后BV2细胞显著活化,0.1μM的Dex可显著抑制BV2细胞活化。2.构建POCD模型后小胶质细胞显著活化,小胶质细胞M1型标志物和促炎细胞因子显著增加,M2型标志物和抗炎细胞因子表达降低;右美托咪定可显著改善小鼠术后认知功能障碍,抑制小胶质细胞活化,逆转小胶质细胞M1/M2型标志物和炎症因子的表达。3.SALL1在小胶质细胞活化时表达降低,其下游基因JARID2表达亦降低,右美托咪定可以使SALL1和JARID2的表达增加。