乳脂肪球表皮生长因子Ⅷ(MFG-E8)在蛛网膜下腔出血后炎性反应中的作用及机制研究

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背景:蛛网膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage,SAH)是一种具有高病死率、致残率的脑血管急重症疾病,约85%的SAH患者为颅内动脉瘤破裂所致。鉴于当前临床手术技术及血管内治疗的发展,动脉瘤破裂SAH患者的死亡率有所降低,但仍然高达30%左右,而幸存者中约半数以上患者遗留神经功能障碍,给家庭和社会带来沉重负担。临床及基础研究证实,SAH后早期脑损伤(Early brain injury,EBI)是导致SAH患者不良预后的首要原因,动脉瘤破裂即刻至SAH后72小时内发生的一系列病理生理损害包括颅内压升高、脑灌注降低、微循环功能障碍、炎性反应、神经细胞凋亡、氧化应激及血脑屏障破坏等均在SAH后EBI中扮演重要角色。当前研究认为SAH后神经炎性反应与临床不良预后之间存在密切联系。因此,早期减轻和逆转SAH后神经炎性损害极有可能显著改善SAH患者的临床预后。在中枢神经系统中,乳脂肪球表皮生长因子VIII(Milk fat globule-EGF factor-8,MFG-E8)是一种小胶质细胞分泌的多效糖蛋白,其主要作用是靶定凋亡细胞,并诱导小胶质细胞吞噬清除。研究表明MFG-E8除了起“桥梁”作用外,还具有免疫微环境调控作用。根据相关研究及预实验结果,我们猜测MFG-E8在SAH后EBI中调控小胶质细胞功能,抑制炎性介质释放,最终减轻神经炎性损害。因此,在课题中我们将以大鼠SAH模型为研究对象,深入探讨MFG-E8蛋白在神经炎性反应中作用及其潜在调控机制。方法:在本课题中我们建立大鼠视交叉注血模拟SAH模型,使用Western blot和rt-PCR检测SAH后不同时间点MFG-E8在基因和蛋白层面的表达变化;采用免疫荧光双染检测MFG-E8在大鼠脑皮层中的细胞定位。随后我们采用侧脑室注射技术,利用重组MFG-E8(rh MFG-E8)蛋白、小干扰RNA分别上调和下调MFG-E8蛋白的表达,使用Western blot、rt-PCR、TUNEL染色和Fluoro Jade C(FJC)染色等多种方法检测MFG-E8蛋白对SAH后神经功能障碍、小胶质细胞表型及功能转化、神经炎性反应的影响。此外,我们利用小干扰RNA和特异性抑制剂Stattic进一步探讨MFG-E8对SAH后小胶质细胞表型功能转化及神经炎性反应的潜在调控机制。结果:实验结果提示,SAH后大鼠颞底皮层中MFG-E8主要定位于小胶质细胞中,部分表达在神经元中;MFG-E8蛋白在SAH后随时间表达逐渐增加,在12-24小时表达高峰,随后逐渐降低,但仍高于基线水平。我们采用侧脑室注射rh MFG-E8上调其表达,SAH后大鼠神经功能障碍显著改善、减轻脑水含量、抑制促炎介质释放及诱导小胶质细胞向M2型转化;而采用小干扰RNA敲除技术下调MFG-E8蛋白表达,促炎介质释放明显增加,M2型小胶质细胞比例显著降低,加重神经炎性反应损伤。此外,我们采用小干扰RNA敲除integrinβ3受体,同时利用特异性抑制剂Stattic抑制STAT3磷酸化,发现抑制integrinβ3/SOCS3/STAT3表达,MFG-E8对小胶质细胞表型功能转化及神经炎性反应调控作用明显减弱。由此,我们证实SAH后MFG-E8蛋白调控小胶质细胞向M2型转化,并减轻神经炎性损伤可能与调控integrinβ3/SOCS3/STAT3通路有关。结论:SAH后MFG-E8蛋白通过调控小胶质细胞表面膜受体integrinβ3,通过下游SOCS3/STAT3信号通路介导小胶质细胞表型及功能向M2型转化,抑制促炎介质释放,最终减轻SAH后神经炎性损伤,改善大鼠SAH后神经功能障碍。本课题将有助于我们明确SAH后小胶质细胞表型功能转化的作用及潜在调控机制,并提示MFG-E8可能成为临床干预SAH不良预后的新的治疗靶点。
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