全脑缺血再灌注对突触蛋白表达和小胶质细胞形态的影响

发布时间：2020-03-22 18:01

【摘要】：脑中风是威胁人类健康的重大疾病。脑缺血后神经元结构发生了剧烈变化,在这过程中突触蛋白如何变化还不清楚。另外,脑缺血也会导致小胶质细胞激活,其激活程度与缺血以及再灌注程度密切相关,但缺血再灌注后小胶质细胞突起如何变化也尚待研究。本研究通过双侧颈总动脉结扎手术建立全脑缺血再灌注模型。采用尼氏染色分析不同缺血再灌注条件下不同脑区的神经元损伤是否一致,结果显示BCAL 30min-Rep 3 h后,各脑区的尼氏体密度没有显著变化;而在BCAL 3 h-Rep 3 h后,纹状体的尼氏体密度显著降低,延长再灌注时间至3天后,皮层与海马区的尼氏体密度也显著降低。实验室前期研究结果表明树突棘会随着神经元树突结构的恢复重新出现。我们探索了树突棘的恢复是否影响突触蛋白的表达。免疫荧光染色结果表明突触后标记蛋白PSD95和突触前标记蛋白Syn1 puncta的面积和密度在BCAL 30 min、BCAL 30 min-Rep 3 h后均无显著变化;在BCAL 3 h、BCAL 3h-Rep 3 h后,仅PSD95 puncta的密度明显减少;另外,尽管Syn1/PSD95 puncta共定位所代表的突触,其面积和密度在短时间缺血再灌注后没有变化,但其密度在长时间缺血再灌注后明显降低。此外,通过荧光定量PCR对一些突触分子做了定量分析,结果表明在BCAL 30 min-Rep 3 h后多数突触分子的mRNA表达量均恢复正常水平;而在BCAL 3 h-Rep 3 h后部分突触分子的mRNA表达量显著低于正常水平。我们进一步探讨了不同程度的缺血以及再灌注程度对小胶质细胞形态的影响。通过对转基因小鼠(Cx3Cr1~(GFP/+))脑切片的共聚焦显微成像,细胞骨架化以及Sholl分析发现,在BCAL 30 min-Rep 3 h后,小胶质细胞被激活,大量突起缩回,突起数目减少。随着缺血时间的延长,突起减少更为显著。本研究发现在不同程度的缺血模型中,只有长时间的缺血才会导致突触蛋白的表达下降,小胶质细胞的突起变化与缺血程度密切相关,严重的缺血会导致小胶质细胞突起的进一步消失。以上这些结论为中风后研究神经元损伤的机理和神经元与小胶质细胞之间的联系提供了新的理论依据。
【图文】：

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图 3-1 全脑缺血再灌注后神经元树突结构的损伤变化（A）全脑缺血再灌注模型时间轴。（B）缺血前、BCAL 30 min、BCAL 30 min-Rep 3 h 后神经元的形态变化，可见损伤的树突结构大部分已经恢复（白色箭头表示念珠状结构）。（C）缺血前、BCAL 3 h、BCAL 3 h-Rep 3 h 后神经元的形态变化，再灌注 3 h 后与对照组相比，神经元树突仍存在很多念珠状结构（白色箭头表示念珠状结构）。（n=3）Figure 3-1 Changes in dendritic structures of neurons after global cerebral ischemia-reperfusion(A) Timeline showing the experimental process of global cerebral ischemia-reperfusion model. (B)The morphological changes of neurons before ischemia, 30 min after ischemia, and 3 hours afterreperfusion. Note that most of the damaged dendritic structures had been recovered (The beadeddendritic structures were indicated by white arrows). (C) The morphological changes of neuronsbefore ischemia, 3 h after ischemia, and 3 hours after reperfusion. After 3 hours of reperfusion,there were still many beaded dendritic structures compared with the control group (The beadeddendritic structures were indicated by white arrows). (n=3)3.2 不同程度的全脑缺血以及再灌注后神经元树突损伤程度的变化

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兰州大学硕士学位论文全脑缺血再灌注对突触蛋白表达和小胶质细胞形态的影响件下有没有恢复，本实验通过对 Thy1-YFP 转基因小鼠大脑皮层第五层神经元的激光共聚焦扫描成像发现，在全脑缺血 30 min 后，与对照组（图 3-2，A）相比，皮层顶端的神经元树突形态受到损伤，成为念珠状结构（图 3-2，B）；但是在全脑缺血 30 min 再灌注 3 h 后，神经元树突结构没有出现念珠状结构，受损结构基本恢复（图 3-2，C），与双光子活体成像结果一致。全脑缺血 3 h 后，与全脑缺血 30 min 组相比，神经元树突受损伤的程度加深，念珠状结构从树突顶端向下蔓延（图 3-2，D），这与实验室前期结果相符；而全脑缺血 3 h 再灌注 3 h 后，与全脑缺血 3 h 组相比，神经元树突结构的损伤程度有所恢复（图 3-2，E）；全脑缺血 3 h 再灌注 3 天后，与再灌注 3 h 组相比，受损的神经元树突结构进一步恢复（图 3-2，F）。以上结果说明神经元树突结构的受损程度与全脑缺血时间以及再灌注时间密切相关，，短时间的损伤在短时间的再灌注时间内就可以恢复，而长时间的损伤即使长时间的再灌注也不能完全恢复。此外，虽然神经元的受损是沿着树突顶端到更深层次的树突轴蔓延的，但其恢复过程恰好相反。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R743.3

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