基于miR-124-CREB-BDNF-ERK信号通路介导运动训练促进脑梗死大鼠内源性神经干细胞的增殖

发布时间：2020-08-11 10:33

【摘要】：目的:探讨运动训练是否通过调控miR-124-CREB-BDNF-ERK信号通路促进内源性神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖以改善脑梗死大鼠神经功能及其机制的研究,从而为临床康复治疗提供新靶点。方法:1.本实验共分为4章,其中第1和第2章分组:SD大鼠随机分为假手术组(S)、模型组(C)和运动训练组(E);第3章分组:1.假手术组(S)、模型组(C)、模型+U0126组(CU)、运动训练组(E)和运动训练+U0126组(EU),2.假手术组(S)、模型组(C)、模型+k252a组(CK)、运动训练组(E)和运动训练+k252a组(EK);第4章分组:假手术组(S)、模型组(C)、模型+miR-124激动剂(CM)、运动训练组(E)、运动训练+miR-124激动剂组(EM)。每组术后第7、14和21天再随机分为3个亚组,第1和第2章每个亚组各6只,第3和第4章每个亚组各8只。2.制备大鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,鉴定模型成功后,运动训练组大鼠术后24h给予电动跑台训练,0度平板,速度为10-20m/min,30min/次,1次/天,5次/周。其余各组大鼠不予训练。3.造模前30min,CU和EU组按0.5mg/kg自尾静脉注入U0126;CK和EK组注入7μl k252a于侧脑室;CM和EM组注入7μ1 miR-124激动剂于侧脑室。C和E组注射同体积DMSO作为阴性对照。第2、3和4章中,大鼠处死前三天予腹腔注射5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU,50mg/kg体重),每天3次,8小时注射一次,最后一次注射24小时后处死大鼠。4.在相应时间点进行改良神经功能缺损程度评定(mNSS)和Catwalk步态分析;免疫荧光法检测海马区BrdU+和BrdU+/Nestin+的表达;免疫印迹法检测海马cyclinD1、CDK4、Rb、p16、BDNF、p-TrkB、p-erk1/2、c-fos和p-CREB蛋白水平;RT-PCR法检测海马miR-124、CREBmRNA和BDNFmRNA表达情况。结果:1.相比于模型组,运动训练组降低mNSS评分,减少持续时间,增加大鼠左侧肢体的爪印面积、最大接触面积、最大压强,四肢的步长及两后肢摆动速度(p0.05)。2.相比于模型组,运动训练组增加脑梗死大鼠海马齿状回BrdU+和BrdU+/Nestin+阳性细胞数,上调cyclinD1、CDK4和Rb,下调p16(p0.05)。3.相比于模型组,运动训练组上调p-erk1/2和c-fos蛋白表达,增加BrdU+/Nestin+阳性细胞数(p0.05),而应用ERK信号通路抑制剂U0126后可抑制p-erk1/2和c-fos蛋白表达和NSCs的增殖(p0.05);相比于模型组,运动训练组上调BDNF、p-TrkB和p-erk1/2蛋白表达,增加BrdU+/Nestin+阳性细胞数(p0.05),而应用BDNF-TrKB信号通路抑制剂k252a后可抑制BDNF、p-TrkB和p-erk1/2蛋白表达和NSCs的增殖(p0.05)。4.相比于模型组,运动训练组下调miR-124,上调p-CREB和BDNF蛋白及CREBmRNA和BDNFmRNA的表达,增加BrdU+//Nestin+阳性细胞数(p0.05),而应用miR-124激动剂后可抑制p-CREB和BDNF蛋白及CREBmRNA和BDNFmRNA的表达和NSCs的增殖(p0.05)。结论:运动训练可通过调控miR-124-CREB-BDNF-ERK信号通路促进内源性神经干细胞增殖以改善脑梗死大鼠的神经功能。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R743.3
【图文】：

脑源性神经营养因子,神经干细胞,信号通路,机制

神经可塑性，促进神经干细胞的增殖分化［２９］。神经营养因子通过酪氨酸激酶受逡逑体（ｔｙｒｏｓｉｎｅ邋ｋｉｎａｓｅ，ＴＲＫ）和神经营养素受体邋ｐ７５邋（ｐ７５ｎｅｕｒｏｔｒｏｐｈｉｎ邋ｒｅｃｅｐｔｏｒ，逡逑ｐ７５ＮＴＲ）发挥其在神经系统的生物学效应（见图１）邋［３０］，而ＢＤＮＦ可以作为逡逑信号传导通路的配体与其受体酪氨酸蛋白激酶（ＴｒｋＢ）结合［３１，３２］后可激活ＥＲＫ逡逑信号传导通路以促进神经干细胞增殖、分化，提氋突触可塑性等［３３－３６］。作为逡逑神经生长因子受体下游的激酶，ＥＲＫ通过神经生长因子受体介导的连续激活，逡逑促进神经再生［３７］。而由此我们推测运动训练可能通过调控ＢＤＮＦ－ＴｒｋＢ信号通逡逑路进而激活ＥＲＫ信号通路参与介导脑梗死大鼠内源性神经干细胞行为的改变从逡逑而改善大鼠的运动功能。而若以上假说成立，那么关于运动训练调控ＢＤＮＦ－ＴｒＫＢ逡逑信号通路的上游蛋白或上游信号通路

步态分析系统,软件,步态参数,脚印

可以捕获真实的脚印，实时足迹图像被记录在计算机中，ＣａｔＷａｌｋ邋ＸＴ邋９．０邋（Ｎｏｌｄｕｓ逡逑Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司，荷兰）软件自动将爪印识别并分类，然后自动产生逡逑一系列步态参数，从而计算出步态指标。（见图１－２）。逡逑８．ｃ？＞ｗ＊ｘｒ．ａｉ逦■逦－逦＾逦逦邋■逦．逦．邋ｙ．邋＞逡逑＾邋．邋Ａ逡逑ｆ３ｔ邋Ｗｎ＞邋ｓ？！ｕｐ邋ｔｃｑｕｉｆｆ邋ＰｒｏｆｉＳ？逦Ｈｅｌｐ逦？逡逑Ｃｌａｓｓｓｆｉｃａｔｏｎ逡逑」ｓ？ｔ逦逦逦逦逦逦逦逦逡逑丨如逦———逦…逡逑」了％逦Ｘｒｉｔｌｉｎｕ邋［１／１０］邋ＵａｉｅｅｌＯＯＯｌ．邋ｆｔｒｔｉａｌｌｒ逦ｆｔｆｄｉｌｌｒ邋ｅｌｕｖ邋？邋Ｔｒｔｆｌｉ邋Ａｎ：邋１０邋Ｅｂ￡Ｃ７＞邋Ｃａｓｐｌｉａｅｔ，逦＊邋ＯｕＡｏｎ邋Ｘ：００：０５邋Ｔ８２逡逑ｊ邋ＴｎａｌＯＯＯＩ邋｜１／１０｜逦Ｃｏｗｆｃｒｔ邋ｆＵｎ邋１逦Ａ＞ｇ邋？ｎｅｄ邋Ｓ邋Ｓ９邋（ｓ／＞）逡逑？＊ＲｎＸ－－逡逑＾邋ｖｒｙＡ逦＾．Ａａｌｃ邋Ｑｕｔｉｆｙ邋Ｖ逦＊邋；邋，邋－ｒ邋５＊？邋－－逦＇邋－邋ｌ？Ｍｔ邋Ｔｒｍ？邋ｔｎｔｉ邋ｈｘ逡逑

进线长度,动脉夹,插线,固定线

线栓由ＣＣＡ插入颈内动脉，然后缓慢放开动脉夹，慢慢将线栓送入至大脑中动逡逑脉起始部，进线长度为１９±０．５ｍｍ，遇到少许阻力时停止进线，固定线栓，覆盖逡逑无菌纱布。２邋ｈ后将线栓拉出，逐层缝合（见图１－３）。逡逑假手术组仅钝性分离血管但不结扎，亦不插线，余处理同前。所有大鼠手逡逑术完成后置于２５°Ｃ室温环境里苏醒，正常饮水饮食。逡逑：＾邋％逡逑Ａ术前准备逦Ｂ线栓成功插入逡逑图１－３ＭＣＡＯ模型的制作逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｍｉｄｄｌｅ邋ｃｅｒｅｂｒａｌ邋ａｒｔｅｒｙ邋ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ逡逑１０逡逑

【参考文献】