少突胶质细胞系细胞的脆弱性与单羧酸转运体1表达的相关性研究

发布时间：2020-09-22 14:29

　　研究背景:脑损伤后,白质严重受损,出现明显的脱髓鞘现象。白质中的髓鞘是由少突胶质细胞前体(OPCs,oligodendrocyte precursor cells)包绕轴突形成,在包绕过程中OPCs分化为少突胶质细胞(OLs,oligodendrocytes),而OLs在缺血缺氧中易发生死亡,引起轴突裸露,导致神经功能受损。研究证实:与OLs相比,OPCs在缺血缺氧环境下比OLs更加脆弱,而其相关机制尚不清楚。损伤后如何提高OPCs分化形成髓鞘是OLs的研究热点。单羧酸转运体1(MCT1,monocarboxylate transporters 1)主要负责将髓鞘中的乳酸(单羧酸)转运到轴突。研究表明:MCT1缺失时,乳酸摄入减少,引起神经元退行性变。在缺血情况下,脑皮质和纹状体(含有白质纤维)的MCT1如何变化?由OPCs到OLs的分化过程中MCT1如何改变?OPCs和OLs在氧糖剥夺和低葡萄糖刺激下,MCT1表达量和表达位置如何调节?MCT1表达是否跟细胞脆弱性相关?为了探索上述问题的可能发生机制,设计了本实验。目的:1.分析脑缺血后小鼠脑皮质和纹状体MCT1的表达;2.分析少突胶质细胞分化过程中MCT1的表达变化;3.分析OPCs和OLs在氧糖剥夺后细胞存活与MCT1表达的关系;4.分析有氧低糖情况下,两种细胞如何调整单羧酸转运体MCT1的表达。方法:1.阻断小鼠大脑中动脉lh,再灌注72h后,剥离皮质和纹状体。Elisa方法检测炎性因子表达;Western blot检测MCT1和凋亡蛋白的表达。单因素方差分析和Turkey检验进行统计分析,计算出脑缺血后皮质和纹状体的MCT1表达情况。2.培养并分化OPCs,每隔24h收集细胞,连续7天。免疫荧光和Western blot检测MCT1表达变化。3.分别对OPCs、OLs和MCT1表达增高的OPCs进行氧糖剥夺1h或1.5h,正常培养72h后,免疫荧光和Western blot分析MCT1表达,MTT方法进行细胞活性检测,Tunel法检测细胞凋亡情况。4.OPCs和OLs培养在低糖培养基(5.5mM)或培养在加入了 1mM丙酮酸钠的低糖培养基中6h,免疫荧光和Western blot分析MCT1表达量和位置变化。结果:1.阻断大脑中动脉后,MCT1在纹状体表达增高,在脑皮质表达没有变化。2.OPCs在分化过程中,MCT1表达总量减少,且细胞膜上表达减少。3.氧糖剥夺刺激:OPCs在刺激1h、恢复72h后,MCT1表达升高,部分细胞死亡;而刺激1.5h、恢复培养72h后MCT1表达急剧降低,大量细胞死亡。OLs只有在刺激1.5h后才发现细胞死亡,MCT1表达无变化;高乳酸培养增加OPCs中MCT1的表达,提高了刺激1h后OPCs的存活。4.低糖试验:OPCs突起和胞体的MCT1表达均降低,增加丙酮酸钠后MCT1的表达无变化。OLs中MCT1总体表达无变化,但胞体表达增加(P0.05),增加丙酮酸钠之后,逆转了低糖实验中MCT1的变化。结论:MCT1参与了纹状体缺血缺氧的损伤过程。在少突胶质细胞分化过程中MCT1表达减少。氧糖剥夺和低糖刺激下,OPCs中的MCT1表达减少且发生胞浆移位,失去功能,OPCs容易死亡;提高OPCs中MCT1表达后,改善刺激后的细胞存活;与OPCs相比,成熟OLs的MCT1在刺激下无变化,细胞不易死亡。MCT1的表达变化一定程度上决定了少突胶质细胞系细胞的脆弱性。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R741
【部分图文】：

图５：邋ＯＧＤ后ＯＰＣｓ和成熟ＯＬｓ的存活逡逑Ｆｉｇ５：邋Ｃｅｌｌ邋ｓｕｒｖｉｖａｌ邋ｏｆ邋ＯＰＣｓ邋ａｎｄ邋ｍａｔｕｒｅ邋ｏｌｉｇｏｄｅｎｄｒｏｃｙｔｅ邋ａｆｔｅｒ邋ＯＧＤ逡逑

脱髓鞘,电子显微镜照片,髓鞘,情况

电子显微镜下发现对照组有完整的髓鞘包裹，轴突和髓鞘之间间隙完整均逡逑匀。造模组有明显的病理改变：轴突肿胀，髓鞘破坏，轴突和髓鞘之间有空泡逡逑出现（图１－３，（ａ）黑色方框）。电子显微镜观察两组老鼠脑部髓鞘丢失情况并进逡逑行统计分析，发现ＭＣＡＯ造模组脑中有明显的脱髓鞘表现（图１－３，（ｂ））。逡逑图１－３说明：（ａ）造模组与假手术照组电子显微镜照片；ａｘｏｎｓ邋ｗｈｉｔｅ邋ｂｏｘ，逡逑白色方框代表脱髓鞘轴突；Ｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ邋ａｘｏｎ邋ｂｌａｃｋ邋ｂｏｘ，黑色方框代表髓鞘包裹轴逡逑突。逡逑（３）逦Ｓｈａｍ－ｏｐｅｒａｔｅｄ逦ＭＣＡＯ邋Ｍｏｄｅｌ逦（ｂ）逡逑图１－３造模前后电子显微镜照片及脱髓鞘情况。（ａ）造模前后电子显微镜观察髓鞘变化情逡逑况：（ｂ）统计学分析髓鞘包裹情况：ＭＣＡＯ造模后髓鞘出现了明显的肿胀丢失现象逡逑（Ｄｅｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ邋ａｘｏｎｓ髓鞘脱失纤维，Ｍｙｅｌｉｎａｔｅｄ邋ａｘｏｎｓ有髓神经纤维）。逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｐｈｏｔｏ邋ａｎｄ邋ｄｅｍｙｅｌｉｎａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｌｅｃｔｒｏｎ邋ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ邋ｂｅｆｏｒｅ邋ａｎｄ邋ａｆｔｅｒ邋ｍｏｄｅｌ邋ｂｕｉｌｄｉｎｇ

纹状体,皮质,髓鞘,情况

【参考文献】