NLRP3介导的神经炎症反应在颅脑创伤中的作用及机制研究
本文关键词:NLRP3介导的神经炎症反应在颅脑创伤中的作用及机制研究 出处:《南京医科大学》2017年博士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 颅脑外伤 炎症反应 NLRP3炎症小体 线粒体自噬 omega-3
【摘要】:第一部分线粒体自噬对颅脑外伤后神经炎症反应和神经元凋亡的调控作用目的:研究颅脑外伤后线粒体自噬的发生情况和具体机制,探讨其和神经炎症反应之间的关系。方法:运用临床标本,以癫痫患者的脑组织为对照组,通过电镜和western blotting等方法检测颅脑损伤后脑组织的自噬及线粒体自噬发生情况;以WT和GFP-LC3转基因Sprague Dawley老鼠为研究对象,运用控制性皮层损伤方法,构建颅脑损伤的动物模型;通过免疫荧光、western blotting、电镜等检测线粒体自噬的发生情况;使用BAF和3-MA两种不同的自噬抑制剂,检测其对颅脑外伤后线粒体自噬的影响;依据外伤后1、3、6以及24小时,取脑组织检测线粒体自噬和线粒体释放Cyt C的情况,研究线粒体自噬和细胞死亡在时间上的关系;检测正常状态下和颅脑外伤后心磷脂在线粒体上的分布情况;抑制PLS3或者CLS,干扰心磷脂的重新分布,检测其对颅脑外伤后线粒体自噬的影响;使用线粒体自噬抑制剂mdivi-1,Sprague Dawley大鼠分为sham组,TBI组和TBI+mdivi-1组;TUNEL和western blotting检测损伤后细胞凋亡情况;脑缺损面积实验,检测脑组织损伤情况;平衡木实验和水迷宫实验,探讨外伤后神经功能恢复情况。结果:1,电镜显示颅脑外伤后大量损伤的线粒体被双层膜包裹,提示显著增加的线粒体自噬;2,western blotting显示自噬的标志蛋白LC3-Ⅱ明显升高,p62下降,线粒体的标志蛋白(COXIV,MnSOD,TOM40)下降;3,免疫荧光显示GFP-LC3和线粒体共定位明显增加;4,线粒体自噬发生早于Cytc从损伤线粒体释放;5,心磷脂由线粒体内膜翻转至外膜,与LC3结合,阻止心磷脂外翻,抑制颅脑外伤后线粒体自噬;6,抑制线粒体自噬加剧颅脑损伤后神经炎症反应;7,抑制线粒体自噬使脑缺损面积增加;8,干扰大鼠神经功能恢复,影响平衡木实验和水迷宫实验。结论:1,颅脑损伤后,脑组织线粒体自噬显著增加;2,线粒体自噬早于细胞凋亡的发生;3,心磷脂充当识别损伤线粒体的作用,调节线粒体自噬;4,线粒体自噬起神经保护作用,抑制线粒体自噬会加剧神经炎症反应,阻碍神经功能恢复。第二部分NLRP3炎症小体在颅脑外伤中的重要作用目的:研究颅脑外伤后神经炎症反应的发生情况,探讨NLRP3在其中的重要调节作用,及与预后的关系。方法:运用临床标本,以癫痫患者的脑组织为对照组,通过免疫组化和western blotting等方法检测颅脑损伤后脑组织的神经炎症发生情况;运用siRNA敲低NLRP3后,western blotting检测敲低效果,研究其对颅脑外伤后神经炎症反应的影响;以WT、及NLRP3-/-caspase-1-/-、IL-1R-/-转基因小鼠为研究对象,构建控制性皮层损伤模型,平衡木实验和水迷宫实验,探讨颅脑外伤后肌力、运动、学习、记忆、认知等神经功能恢复情况。结果:1,免疫组化显示颅脑外伤后NLRP3、IL-1β和IL-18表达增加,提示显著增强的神经炎症反应;2,western blotting结果显示caspase-1(P20)和分泌型IL-1β明显增加;3,运行siRNA敲低nlrp3,使nlrp3低表达,后续western blotting结果显示caspase-1(P20)和IL-1β明显减少;4,在平衡木实验和水迷宫实验中,与WT小鼠相比,NLRP3-/-caspase-1-/-、IL-1R-/-转基因小鼠的外伤后神经功能恢复更好。结论:1,颅脑损伤后,NLRP3表达增加,神经炎症反应明显增强;2,敲低NLRP3,显著减少颅脑外伤引起的神经炎症反应;3,敲除NLRP3,或者caspase-1,或者IL-1R有利于颅脑外伤后神经功能恢复。第三部分Omega-3通过调节NLRP3介导的炎症反应减少颅脑外伤后细胞死亡和改善预后目的:探讨omega-3如何抑制颅脑外伤后神经炎症反应,及改善颅脑损伤后神经功能缺陷。方法:合笼后第1天,雌鼠被随机分配接受标准食物(EPA 20:5 n-3 0.02%和DHA22:6 n-3 0.02%),或高 co-3 Fas 的饮食(EPA5.3%和 DHA23.8%),或者高ω-6 Fas 的饮食;术前 6 周予以 co-3(DHA,22:6,#D2534),或者 ω-6(oleic acid,18:2,#62160),或者 ω-9(linolenic acid,18:1,#01008),或者生理盐水灌胃,2 次/周;通过ELISA、western blotting等检测不同组的颅脑外伤后神经炎症反应;使用GPR40受体拮抗剂GW1100或者siRNAGPR40,抑制ω-3 Fas的抗炎的作用;通过免疫共沉淀检测ARRB2与NLRP3结合情况;分离线粒体和胞浆蛋白,检测NLRP3和线粒体共定位情况;TNUNEL检测颅脑外伤后细胞死亡情况,同时使用western blotting检测cleaved-caspase-3表达水平;使用脑水肿实验和脑缺损面积,检测脑损伤情况;使用平衡木实验和水迷宫实验探讨外伤后神经功能恢复情况。结果:1,与sham组相比,ELISA结果显示co-3Fas抑制颅脑外伤诱导的IL-1β、IL-18 和 IL-6;2,omega-6 或-9 不能抑制 caspase-1 和 IL-1β的激活;3,siRNA GPR40或者GW1100能够显著抑制ω-3Fas的抵抗炎症作用;4,免疫共沉淀结果显示ω-3Fas促进GPR40下游蛋白ARRB2与NLRP3相结合;5,分离线粒体蛋白和胞浆蛋白,后续western blotting结果显示ω-3Fas抑制NLRP3与损伤的线粒体结合,从而减少cleaved-caspase-1和IL-1β的表达;6,ω-3Fas可显著减少颅脑外伤引起的细胞死亡;7,ω-3Fas减少颅脑外伤引起的皮层缺损和脑水肿,促进运动和认知能给恢复;8,GW1100抑制ω-3Fas对于颅脑外伤的神经保护作用。结论:1,ω-3Fas改善脑外伤引起的神经炎症反应和神经功能行为缺陷;2,ω-3Fas通过GPR40促进ARRB2与NLRP3相结合,并抑制NLRP3与损伤的线粒体结合,从而减少创伤性神经炎症反应;3,ω-3Fas通过GPR40/ARRB2/NLRP3信号通路有效减轻脑水肿和脑皮层缺损,促进颅脑外伤后神经功能恢复。
[Abstract]:The first part of the regulation of mitochondrial autophagy and apoptosis of nerve inflammation after traumatic brain injury Objective: the occurrence and the specific mechanism of mitochondrial autophagy after traumatic brain injury, to investigate the relationship between inflammatory reaction and nerve. Methods: the clinical specimens in the brain of epileptic patients as the control group, the incidence of brain tissue by electron microscopy western and blotting were used to detect brain injury and mitochondrial autophagy autophagy; WT and Sprague Dawley in GFP-LC3 transgenic mice as the research object, using the control method of cortical injury, animal model of brain injury; by immunofluorescence, Western blotting, electron microscopy detection of mitochondrial autophagy occurs; the use of BAF and 3-MA in two different autophagy inhibitor, testing its impact on mitochondrial autophagy after traumatic brain injury; on the basis of 1,3,6 and 24 hours after injury, brain tissue Detection of mitochondrial autophagy and mitochondrial release of Cyt and C, to study the relationship between mitochondrial autophagy and cell death in time; the distribution of cardiolipin in mitochondrial detection on normal condition and after traumatic brain injury; inhibition of PLS3 or CLS, the redistribution of interference of cardiolipin, testing its effect on mitochondrial autophagy after traumatic brain injury; the use of mitochondrial autophagy inhibitor mdivi-1, Sprague Dawley rats were divided into sham group, TBI group and TBI+mdivi-1 group; TUNEL and Western blotting to detect cell apoptosis after brain injury; defect detection experiments, damage of brain tissue; the balance beam test and water maze test, to study the recovery of nerve function after injury. Results: 1. Electron microscopy showed that large amounts of damage to mitochondria after brain trauma was encapsulated in a double membrane, suggesting that mitochondrial autophagy significantly increased; 2, Western blotting LC3- II protein markers of autophagy increased significantly High p62 decreased mitochondrial protein markers (COXIV, MnSOD, TOM40) decreased; 3, immunofluorescence showed GFP-LC3 and mitochondrial colocalization increased significantly; 4, mitochondrial autophagy occurred earlier than Cytc from the mitochondrial release; 5, mitochondrial cardiolipin by turning to the outer membrane, combined with LC3, preventing cardiolipin valgus inhibition of mitochondrial autophagy after traumatic brain injury; 6, inhibition of mitochondrial autophagy exacerbated brain nerve injury in inflammatory reaction; 7, inhibition of mitochondrial autophagy enables the brain defect area increased; 8, the interference effect of neural functional recovery of rats, beam balance test and water maze test. Conclusion: 1, brain injury, brain mitochondrial autophagy significantly increased; in the early 2, mitochondrial autophagy apoptosis; 3, cardiolipin acts as the damage identification of the role of mitochondria in regulating mitochondrial autophagy; 4, mitochondrial autophagy plays a role in neuroprotection, inhibition of mitochondrial autophagy exacerbates neuroinflammation, Hinder the recovery of nerve function. The second part of the important role of NLRP3 inflammasome in Brain Injury Objective: incidence of nerve inflammation after traumatic brain injury research of NLRP3, in which an important role, and the relationship with prognosis. Methods: the clinical specimens in epileptic patients with brain tissue as the control group, the incidence of nerve inflammation through brain tissue by immunohistochemistry and Western blotting methods to detect brain injury; using siRNA knockdown NLRP3, Western detection of blotting knockdown effect, to study its effect on nerve inflammation after traumatic brain injury; WT, and NLRP3-/-caspase-1-/-, IL-1R-/- transgenic mice as the research object, the construction control of cortex injury model. Balance beam test and water maze test, to investigate the brain injury after muscle strength, exercise, learning, memory, cognitive and neural functional recovery. Results: 1. Immunohistochemistry showed that the skull After traumatic brain injury NLRP3, IL-1 beta and IL-18 increase the expression of nerve inflammation prompted significantly enhanced; 2, Western blotting results showed that caspase-1 (P20) and secretory IL-1 beta increased significantly; 3, run siRNA knockdown of NLRP3, the low expression of NLRP3, the subsequent Western blotting results showed caspase-1 (P20) and IL-1 beta in 4, significantly reduced; the balance beam test and water maze test, compared with WT mice, NLRP3-/-caspase-1-/-, better functional recovery in IL-1R-/- transgenic mice after injury. Conclusion: 1, after craniocerebral injury, increase the expression of NLRP3, inflammatory reaction was enhanced obviously; 2, knockdown of NLRP3 significantly reduced brain injury of nerve inflammation by 3; knockdown of NLRP3 or caspase-1, or IL-1R, is conducive to the recovery of nerve function after traumatic brain injury. The third part Omega-3 to reduce the inflammatory reaction by regulating brain injury after NLRP3 mediated cell death and improve the prognosis of objective Study how to suppress the inflammatory response of omega-3 nerve after traumatic brain injury, and improve the defect of nerve function after brain injury. Methods: first days after mating, female rats were randomly assigned to receive standard food (EPA 20:5 n-3 0.02% and DHA22:6 n-3 0.02%, co-3) or high Fas diet (EPA5.3% and DHA23.8%), or high Omega -6 the Fas diet; 6 weeks before surgery to be co-3 (DHA, 22:6, #D2534), or -6 (oleic acid, w 18:2, #62160), or -9 (linolenic acid, w 18:1, #01008), or saline, 2 times per week; through ELISA, nerve inflammation brain injury Western blotting detection of different groups; the use of GPR40 receptor antagonists GW1100 or siRNAGPR40 inhibited Omega -3 Fas anti-inflammatory effect; by immunoprecipitation assay of ARRB2 and NLRP3 combination; separation of cytosolic and mitochondrial proteins, the detection of NLRP3 and mitochondria co localization; TNUNEL detection after craniocerebral trauma Cell death, while using Western blotting to detect cleaved-caspase-3 expression level; brain edema and brain defects using experimental area to detect brain injury; use the balance test and water maze test to investigate the recovery of nerve function after injury. Results: 1, compared with the sham group, ELISA results showed that co-3Fas inhibited brain injury induced by IL-1 beta. IL-18 and IL-6; 2, the activation of omega-6 or -9 could not inhibit caspase-1 and IL-1 beta; 3, GPR40 or GW1100 siRNA resist inflammation can significantly inhibit -3Fas; 4, results showed that Omega -3Fas promotes GPR40 downstream protein ARRB2 and NLRP3 combined immunoprecipitation; 5, separation of mitochondrial and cytoplasmic protein, follow-up western blotting results showed that -3Fas inhibited NLRP3 and Omega damage mitochondrial binding thereby reducing the expression of cleaved-caspase-1 and IL-1 beta; 6, Omega -3Fas can significantly reduce brain injury caused by Cell death; 7, Omega -3Fas reduce craniocerebral trauma caused by the cortical defect and brain edema, promote the movement and cognition to recovery; 8, GW1100 inhibited the Omega -3Fas protective effect on nerve craniocerebral injury. Conclusion: 1, nerve inflammation and nerve function Omega -3Fas caused by traumatic brain injury can improve the behavior of defects; 2. -3Fas through the promotion of GPR40 ARRB2 combined with NLRP3, and inhibit the binding of NLRP3 and the damage of mitochondria, thereby reducing traumatic nerve inflammation; 3, Omega -3Fas via GPR40/ARRB2/NLRP3 pathway effectively reduce brain edema and cerebral cortex defect, promote the recovery of neurological function after cerebral trauma.
【学位授予单位】:南京医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R651.15
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;我国科学家发现调节人体炎症反应新机制[J];中国科技产业;2007年08期
2 ;健康老人抑郁症状与炎症反应相关[J];浙江中西医结合杂志;2010年04期
3 唐宏;;炎症反应 中国科学家谈科学[J];科学观察;2009年04期
4 张荧荧;李渊越;韩家淮;;炎症反应,健康卫士还是癌症帮凶?[J];中国基础科学;2012年02期
5 ;发展炎症反应概念——哺乳动物抗菌肽及其基因表达调控研究[J];中国病理生理杂志;2001年08期
6 段金成;丁志峰;和红兵;;炎症反应介质对炎症影响机制的探讨[J];昆明医学院学报;2009年S2期
7 彭代智;;烧伤后炎症反应的病因、分子机制及防治对策[J];中华烧伤杂志;2005年06期
8 李成龙;屠伟峰;;炎症反应在胃黏膜防御中的作用[J];实用医学杂志;2008年03期
9 赵红梅;阮海华;;不同盐离子对单核细胞炎症反应的影响[J];安徽农业科学;2011年10期
10 吴锦鸿;许国根;徐芝君;徐远胜;顾清;;全身炎症反应综合征患者血小板活化与炎症反应的相关性研究[J];全科医学临床与教育;2011年03期
相关会议论文 前10条
1 姜勇;;炎症反应的研究现状与未来[A];中国病理生理学会受体、肿瘤和免疫专业委员会联合学术会议论文汇编[C];2010年
2 欧阳文;何慧娟;王意;;围术期炎症反应与术后认知功能障碍(英文)[A];中华医学会第二十次全国麻醉学术年会论文汇编[C];2012年
3 张卫茹;侯凡凡;刘尚喜;郭志坚;周展眉;;晚期糖基化终产物增加动脉粥样硬化部位的炎症反应[A];“中华医学会肾脏病学分会2004年年会”暨“第二届全国中青年肾脏病学术会议”论文汇编[C];2004年
4 濮红梅;尹忠诚;刘秉成;李胜开;冯锦红;;血液透析患者血清IL-10与炎症反应及营养状况的关系研究[A];中华医学会肾脏病学分会2006年学术年会论文集[C];2006年
5 陆志伟;黄慧;姜纯国;徐作军;;辅助性T淋巴细胞与特发性肺间质纤维化关系的初步研究[A];中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编[C];2011年
6 俞佳;王仲;;内源性气体信号分子硫化氢与炎症反应[A];中华医学会急诊医学分会第十三次全国急诊医学学术年会大会论文集[C];2010年
7 周晓艳;徐营营;谢兆宏;许继平;毕建忠;;炎症反应与神经系统变性疾病的研究进展[A];2011全国老年痴呆与衰老相关疾病学术会议第三届山东省神经内科医师(学术)论坛论文汇编[C];2011年
8 张会云;崔克亮;曹书华;;炎症反应,凝血机制与MODS的发病机理的关系[A];中华医学会急诊分会第五届全国危重病学术交流会论文汇编[C];2004年
9 燕艳丽;邱海波;杨毅;许红阳;王丽;孙辉明;;急性呼吸窘迫综合征家兔肺部及肺外器官炎症反应的变化[A];第六届全国危重病学术交流大会论文汇编[C];2005年
10 周晓艳;徐营营;谢兆宏;许继平;毕建忠;;炎症反应与神经系统变性疾病的研究进展[A];山东省第三次中西医结合神经内科学术研讨会论文汇编[C];2011年
相关重要报纸文章 前10条
1 杨一唯邋记者 王春;我科学家发现调节人体炎症反应新机制[N];科技日报;2007年
2 王蔚;我国科学家发现调节人体炎症反应新机制[N];大众科技报;2007年
3 记者 徐瑞哲;第三者“插足”抑制炎症反应[N];解放日报;2007年
4 记者白毅;炎症反应中淋巴结重塑新机制被揭示[N];中国医药报;2011年
5 记者 耿挺;寻找炎症反应蛋白[N];上海科技报;2007年
6 信文;“IL-10”蛋白调节炎症反应[N];医药经济报;2002年
7 知陶;把炎症反应排除在外[N];医药经济报;2002年
8 韩秀霞;Capase-12蛋白参与炎症反应[N];中国医药报;2005年
9 范晓艳;免疫系统“出错” 救星变灾星[N];医药经济报;2003年
10 高春东;软组织挫伤用抗生素无效[N];大众卫生报;2004年
相关博士学位论文 前10条
1 段二珍;HMGB1在PRRSV感染中的作用及Glycyrrhizin抗PRRSV活性研究[D];华中农业大学;2014年
2 韦超;GIT2抑制TLR介导的炎症反应[D];北京协和医学院;2013年
3 杨潇;草鱼白细胞介素1β诱导表达的负调控机制及其在炎症反应中的意义[D];电子科技大学;2014年
4 NURULIARIZKI SHINTA;[D];华中农业大学;2016年
5 张宇丝;汉滩病毒感染引起血管内皮细胞炎症因子的产生及诱发炎症反应的机制[D];第四军医大学;2016年
6 吴越;载脂蛋白E及其拟肽COG1410对蛛网膜下腔出血后早期脑损伤和炎症反应的影响[D];重庆医科大学;2016年
7 张兵;Mer受体酪氨酸激酶调控脂磷壁酸诱导的炎症反应及在金葡菌吞噬中的作用研究[D];安徽医科大学;2016年
8 赵继萍;抑制STAT3信号通路活化对LPS诱导的ARDS炎症反应保护作用的机制研究[D];山东大学;2016年
9 李亚玲;S1PR1调控不同毒力新城疫病毒诱导炎症反应的机制研究[D];华南农业大学;2016年
10 林超;NLRP3介导的神经炎症反应在颅脑创伤中的作用及机制研究[D];南京医科大学;2017年
相关硕士学位论文 前10条
1 要萌萌;Mdx小鼠骨骼肌中炎症反应和mpeg1的表达[D];河北医科大学;2015年
2 张晓莹;去铁胺对脂多糖诱发的小鼠中枢神经炎症反应与记忆损伤的改善作用[D];中国人民解放军医学院;2015年
3 陈凯;缬沙坦对糖尿病大鼠肾脏内质网应激及炎症反应的抑制作用[D];安徽医科大学;2015年
4 张凯;MiR-322负调控LPS诱导炎症反应的机制研究[D];华中农业大学;2015年
5 李雪寒;HSPA12B在抑制LPS所致内皮细胞炎症反应中的必要性研究[D];南京医科大学;2015年
6 曹春琪;麦冬不同部位对巨噬细胞炎症反应的调节作用及其物质基础研究[D];北京中医药大学;2016年
7 穆卫涛;LPS诱导鸡几个炎症反应相关基因的表达调控研究[D];哈尔滨师范大学;2016年
8 赵兰婷;NOTCH信号通路对慢性阻塞性肺疾病炎症反应的影响及机制研究[D];兰州大学;2015年
9 陶丽妃;血管紧张素转换酶2激动剂抑制视网膜色素上皮细胞炎症反应的作用及机制[D];重庆医科大学;2016年
10 何文;PAK4在乙型脑炎病毒感染介导神经胶质细胞炎症反应中的作用研究[D];华中农业大学;2016年
,本文编号:1380552
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/yxlbs/1380552.html