母体免疫激活致子代大鼠突触异常及其与神经炎症之间的关系

发布时间：2020-03-27 01:58

【摘要】：背景妊娠期母体免疫活化会增加其成年子代罹患精神分裂症的风险。目前人们普遍认为精神分裂症是一种神经发育性疾病,在发育过程中不断修剪的突触在疾病过程中可能发挥的作用引起了人们的关注,研究表明,突触结构和功能的改变对精神分裂症的发生是至关重要的。此外,人们认为,神经炎症可能与突触蛋白有一定的联系并参与了这种高风险的发生。精神分裂症患者尸脑研究发现其脑部存在神经免疫系统的改变。然而,人们却对疾病进展过程中突触、神经炎症以及行为学的动态变化及其可能的机制知之甚少。目的在孕早期给予孕鼠聚肌胞苷酸(polyinsinic acid-polycytidylic acid,Poly(I:C)),从而导致其免疫活化,建立孕期感染精神分裂症大鼠模型,观察该模型在疾病发生发展中脑内突触相关蛋白表达水平、行为学、脑内星形胶质细胞和小胶质细胞数量和形态以及大脑内促炎性细胞因子Interleukin-6、Interleukin-1β、tumor necrosis factor(IL-6、IL-1β、TNF-α)蛋白质表达水平的变化,分析不同时期机体的突触缺损情况、免疫紊乱状态及两者之间的关系。方法1.选取无特异病原体(Specefic Pathogen Free,SPF级)的6只SD雄鼠和22只SD雌鼠进行交配育种(9周龄)。2.将成功受孕雌鼠随机分为Poly(I:C)模型组(n=9)和Vehicle对照组(n=9),在GD9(确认出现阴道栓后的第9天)时,两组尾静脉分别进行注射10mg/kg Poly(I:C)和等体积的0.9%无菌生理盐水,注射结束后孕鼠立即返回原笼中,等待3小时后两组随机各选取3只动物作为质量控制,其它孕鼠无干扰至产下仔鼠。3.仔鼠在21日龄时离乳,将它们根据亲代来源的不同分为模型组(n=46)和对照组(n=42),使其无干扰自然生长。4.分别在青春期(出生后第40天,PND40)和成年期(出生后第60天,PND60)时对两组仔鼠进行前脉冲抑制行为的测定。5.分别在青春期(PND40)和成年期(PND60),采用免疫印记技术检测两个目的脑区中突触相关蛋白的表达水平变化,采用免疫组织化学技术(immunohistochemistry,IHC)检测两组仔鼠前额叶皮层和海马两个靶向脑区中的钙结合蛋白1(ionized calcium binding adaptor molecule 1,Iba1)和神经胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)的阳性表达,采用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测前额叶皮层和海马中TNF-α、IL-1β和IL-6的蛋白质表达水平。6.根据数据分布类型选择恰当的统计学分析方法,结果用均数±标准差(x±S)来表示。不相关的两组样本比较采用独立样本t检验,两组非正态分布的样本数据采用非参数检验中的两独立样本检验,多样本之间比较采用单因素方差(one-way ANOVA)分析,检验结果P0.05可认为有统计学差异,使用SPSS20.0软件对各组实验结果统计学分析。结果1.模型组孕鼠血浆中炎症因子IL-6、IL-1β和TNF-α的蛋白表达水平均明显高于对照组,两组之间的差异具有统计学意义(P0.05)。2.前脉冲抑制实验中,青春期模型组大鼠与对照组大鼠之间的差异不具有统计学意义(P0.05);成年期模型组大鼠在所有分贝下的前脉冲抑制率均降低,两组之间的差异具有统计学意义(P0.05)。3.免疫印记结果显示,突触相关蛋白水平的变化存在时间和脑区特异性。模型组突触前膜蛋白突触素水平仅在青春期额叶出现的升高具有统计学意义;而PSD95在青春期时,两组之间的差异无统计学意义,仅在成年期时模型组两个目标脑区中PSD95的水平均是降低的,且这种两组之间的差异具有统计学意义;突触骨架蛋白neurofilament medium(NFM)和neurofilament high(NFH)分别在青春期的海马和青春期的额叶中水平降低;而对突触功能起调节作用的p-cofilin在成年期额叶和海马中水平均升高。4.免疫组化结果显示,青春期时模型组额叶和海马中Iba1阳性的小胶质细胞数量均高于对照组,两组之间的差异有统计学意义(P0.01);成年期时模型组两目标脑区中的Iba1阳性的小胶质细胞数量也均高于对照组,两组之间的差异具有统计学意义(P0.01),模型组在两个时期不同脑区的小胶质细胞均处于活化状态,其特点是分枝缩短减少,胞体增大。5.免疫组化结果显示,青春期时模型组大鼠海马和额叶中GFAP阳性的星形胶质细胞的数量与对照组相比,两组之间的差异不具有统计学意义(P0.05),成年期时模型组大鼠两目标脑区中的的GFAP阳性的星形胶质细胞的数量高于对照组,两组之间的差异具有统计学意义(P0.01)。6.青春期模型组大鼠额叶和海马中炎性细胞因子IL-1β和IL-6的蛋白水平升高,两组之间的差异有统计学意义(P0.05);成年期时与对照组相比,模型组大鼠海马中炎症因子水平的变化无统计学意义,而在前额皮质匀浆中炎性细胞因子IL-6和TNF-α的蛋白表达水平均升高,两组之间的差异具有统计学意义(P0.05);此外,无论是青春期还是成年期,海马中TNF-α的水平变化无统计学意义(P0.05)。7.在成年期的海马脑区,IL-6与NFM蛋白表达水平呈负相关;而TNF-α与PSD95的水平呈正相关。在青春期海马中星形胶质细胞的密度与PSD95的表达水平负相关。结论早期母体免疫活化大鼠子代在精神分裂症样症状显现之前就已经存在多种突触蛋白水平异常和神经炎症;突触损伤和神经炎症存在一定的相关性。我们的研究提示青春期可能是疾病干预和治疗的更为重要的一个关键时间点。
【图文】：

图 1 各组大鼠 PPI 实验结果数（标准差（ x s）表示，***P＜0.001。图 A、B 分别为青春期75、80、85 分贝）对惊吓刺激反应的抑制率的结果。图 A 青春的差异不具有统计学意义（P＞0.05）；图 B 成年期模型组大鼠降低，两组之间的差异具有统计学意义（***P＜0.001）。测突触相关蛋白能使机体具有获取信息并做出恰当反应的能力。每一分和整合各种各样的信息。正确处理左右的信息需要在间。而进行这项复杂调控的基础是突触——神经元之间被转换成化学信号，如神经递质的释放，，然后化学信号当的生物学过程。最终，不同脑区突触活动整合起来形记忆。人们认为突触缺损是精神分裂中重要的神经病理

新乡医学院硕士学位论文突触是一个不对称的结构，具有极性，本研究分别检测了两组大鼠前额叶和海马区，突触前膜蛋白突触素和突触后膜蛋白 PSD95 以及突触骨架蛋白 NNFH，突触调节蛋白 p-cofilin 在不同脑发育时期的表达水平。结果显示：青春模型组突触素在前额叶皮层区升高，NFH 在前额叶皮层区降低，NFM 在海马区成年期时，模型组 PSD95 在两个脑区的水平均下降，p-cofilin 在两个脑区的升高。
【学位授予单位】：新乡医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.3

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