β-1,3 -半乳糖基转移酶2在小鼠脑缺血/再灌注后血脑屏障损伤中的作用及机制研究

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目的脑缺血/再灌注(Ischemia/reperfusion,I/R)引起的血脑屏障(blood–brain barrier,BBB)损伤的机制已经被广泛研究,但仍然不十分清楚。β-1,3-半乳糖基转移酶2(β-1,3-galactosyltransferase 2,B3galt2)在脑内表达,但其在脑缺血损伤中的作用尚不清楚。本研究旨在探究B3galt2对小鼠I/R后BBB损伤的作用及其机制。方法我们采用线栓栓塞法制备小鼠大脑中动脉栓塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型。在不同的再灌注时间点,使用2,3,5-三苯基四唑氯(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC)染色法检测脑梗死体积,使用神经行为学评分和旋转棒实验,观察小鼠神经功能的变化,检测伊文思蓝(Evan’s Blue,EB)和异硫氰酸荧光素葡聚糖(FITC-dextran)渗出量观察BBB通透性的变化,Western blot检测B3galt2、Occludin、Claudin-5、TGF-β1、TGF-βR(II)、p-Smad2/3、p-Smad1/5/9、ERK1/2、JNK蛋白水平,免疫荧光染色法观察Occludin和Claudin-5的变化及与血管内皮细胞标记物CD31的共定位关系。结果结果显示在小鼠MCAO 90min再灌12h、24h、72h,B3galt2在脑微血管中的表达均增多。使用病毒载体过表达B3galt2(LV-B3galt2)可减少I/R后的脑梗死体积,并改善小鼠的神经功能。而且,LV-B3galt2能够降低I/R后EB和FITC-dextran渗出量,同时抑制缺血微血管的occludin和claudin-5的降解。与野生型(WT)小鼠相比,B3galt2杂合子(B3galt2-/+)敲除小鼠不仅表现出严重的血脑屏障损伤和神经功能缺损,而且I/R后脑微血管中TGF-β1、TGF-βR(II)、p-Smad2/3蛋白表达量降低。而侧脑室注射重组蛋白TGF-β1(recombinant TGF-β1,r-TGF-β1)可减轻B3galt2-/+小鼠I/R后BBB损伤,改善神经功能。结论过表达B3galt2对小鼠脑I/R后BBB损伤具有保护作用,其机制可能与调控TGF-β1/TGF-βR(II)/p-Smad2/3信号通路有关。
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