中枢神经系统炎症中脑内皮细胞激活和白细胞招募的机制研究

发布时间：2021-03-15 12:12

  第一部分中枢神经系统炎症中CXCR2对脑内皮细胞激活及白细胞招募的机制研究研究背景：多年来各种趋化因子及其受体在中枢神经系统内的表达以及在中枢神经系统炎症中对免疫细胞招募的促进作用已被陆续报道,但趋化因子CXCL1及其受体CXCR2在中枢神经系统炎症中所发挥的作用及机制尚未深入展开研究,尤其是它们在免疫细胞招募过程中对脑内皮细胞激活的影响尚未明确。研究方法：在体内,以LPS脑室注射的方法建立小鼠的中枢神经系统炎症模型,利用组化及活体显微镜方法检测趋化因子CXCL1及其受体CXCR2对中性粒细胞招募的影响；此外,利用骨髓移植实验确定发挥作用的CXCR2的细胞定位。而在体外,以小鼠原代脑微血管内皮细胞为对象,利用Western Blotting和定量PCR技术检测选择素以及粘附分子的表达以评价CXCR2对内皮细胞激活的影响。研究结果：在LPS脑室注射诱导的中枢神经系统炎症模型中,脑内检测到高水平的趋化因子CXCL1, CXCL2和CXCL5,同时检测到中性粒细胞在中枢神经系统内血管中的滚动和黏附以及其在脑实质中的浸润。然而,给予CXCL1及CXCR2基因敲除小鼠脑室注射LPS后,中性粒细胞在中枢神经系统脑血管中的滚动和黏附以及脑实质中浸润的数目都显著减少,此外我们又发现在CXCL1及CXCR2基因敲除小鼠脑实质中选择素P-selectin和粘附分子VCAM-1表达也有所降低,提示CXCR2可能影响脑内皮细胞的激活。骨髓移植实验显示中枢神经系统内部定居的细胞表面的CXCR2在中枢神经系统炎症中脑内皮细胞激活和中性粒细胞招募过程中扮演重要角色。此外星形胶质细胞分泌趋化因子CXCL1的能力远较小胶质细胞强,而利用星形胶质细胞的培养上清刺激野生型和CXCR2缺陷小鼠的原代脑内皮细胞,与野生型相比CXCR2的缺陷导致了脑内皮细胞VCAM-1和ICAM-1表达的降低,提示星形胶质细胞培养上清激活内皮细胞的过程是CXCR2依赖的。而且TNF-a和LPS刺激原代脑内皮细胞后,其表面CXCR2表达显著升高,但胶质细胞经TNF-a和LPS刺激后并未观察到CXCR2的明显升高。此外,给予小鼠尾静脉注射CXCR2拮抗剂SB225002后,小鼠脑血管内滚动和粘附的白细胞显著减少,同时脑内皮细胞的激活也受到抑制。研究结论：在中枢神经细胞炎症中,星形胶质细胞分泌的CXCL1和内皮细胞表面的CXCR2在脑内皮细胞激活和白细胞招募的过程中均扮演必要角色。第二部分中枢神经系统炎症中补体成分C3a对脑内皮细胞激活及白细胞招募的机制研究研究背景：近年来,各种补体成分及其受体在中枢神经系统炎症中对免疫细胞招募的影响已被陆续报道,补体系统在许多中枢神经系统疾病中表现出越来越关键的作用,某些补体成分缺陷的小鼠呈现减弱的中枢神经系统炎症反应,但补体成分及其受体在中枢神经系统炎症中所发挥的作用机制尚未研究清楚。研究方法：在此研究中,我们使用脑立体定位仪脑室注射LPS以构建中枢神经系统炎症模型,并借此研究补体成分C3在脑血管内皮细胞激活和白细胞招募中的作用,利用中性粒细胞特异性酯酶染色方法检测小鼠脑中浸润的中性粒细胞。利用活体显微镜技术检测白细胞在脑血管表面粘附和滚动的情况。通过实时定量PCR和Western blotting方法检测脑内皮细胞的激活情况。在体外,使用C3a刺激原代脑内皮细胞,通过Western blotting方法检测脑内皮细胞的激活情况及其信号通路。研究结果：C3基因敲除小鼠和C3aR基因敲除小鼠脑中皮质和海马区域的中性粒细胞数目较野生型小鼠显著减少,而C6基因敲除小鼠脑中皮质和海马区域的中性粒细胞数目与野生型小鼠无显著差异。同时我们也检测C3基因敲除小鼠脑内粘附和滚动的白细胞数目也较野生型小鼠显著减少,而且C3基因敲除小鼠脑内P-selectin、E-selectin、ICAM-1和VCAM-1的表达也显著降低,进一步我们使用眼镜蛇毒因子腹腔注射野生型小鼠耗竭小鼠外周循环中的补体C3成分后,也检测到小鼠脑内粘附分子VCAM-1和E-selectin的降低,同时小鼠脑血管内粘附和滚动的白细胞也显著减少,提示外周循环中的C3成分可能促进了脑内皮细胞的激活。此外,C3基因敲除小鼠和野生型小鼠脑室注射TNF-α后,C3基因敲除小鼠脑内粘附和滚动的白细胞数目也较野生型小鼠显著减少。在体外,使用C3a刺激原代脑内皮细胞发现内皮细胞的VCAM-1和ICAM-1表达升高,而且原代脑内皮细胞的NF-κB和P38通路被激活。研究结论：在中枢神经系统炎症中,补体成分C3a在脑内皮细胞激活和白细胞招募过程中发挥关键作用。
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R741

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1 吴凤娇;中枢神经系统炎症中脑内皮细胞激活和白细胞招募的机制研究[D];南京医科大学;2016年

本文编号：1474646