ICAM-1在神经系统炎症中的表达及其意义

发布时间：2018-10-24 15:10

【摘要】：[研究背景及目的] 在损伤、感染性疾病、神经退行性病变以及其他多种类型的神经系统疾病中,炎症反应是共同的特征。这些疾病的病程中都包含有炎症细胞的活化及炎症介质的合成与释放。这些炎性介质可以通过诱导细胞免疫,促进吞噬作用,对神经元起保护作用;但是,炎性介质的过多堆积改变了机体的内环境,不利于细胞正常状态下生物学功能的发挥,并导致神经元的凋亡和胶质细胞的损伤,这是促使神经纤维发生脱髓鞘病变的重要推动因素之一。细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)是一类大小为76kD-114kD的细胞表面跨膜糖蛋白,是免疫球蛋白超家族中的一员,由位于胞外的5个Ig样区域、一段跨膜区域以及一段胞质尾区组成。在细胞表面,ICAM-1是膜结合整合素受体淋巴细胞功能相关抗原-1(Lymphocyte Function-Associated Antigen,LFA-1)和单核细胞粘附分子-1(monocyte adhesion molecules-1,Mac-1)的配体。ICAM-1糖基化可以迅速影响其与Mac-1的结合,但是对其与LFA-1的结合影响较少。在多种炎症因子诱导的炎症中,ICAM-1表达上调并促进淋巴细胞的募集。周围神经损伤后,大量炎症因子分泌,单核巨噬细胞向损伤局部聚集。在周围神经损伤后的Wallerian变性过程中ICAM-1其与配体Mac-1和LFA-1参与细胞的募集。在中枢神经系统(central nervous system, CNS)炎症性疾病的早期,ICAM-1是一种重要的粘附分子,介导了白细胞与内皮细胞粘附后穿过血脑屏障进入脑组织的过程。在脑内,淋巴细胞向炎症部位的迁移需要ICAM-1。这些现象表明在CNS炎症性病理过程中ICAM-1扮演着非常重要的角色。在本文研究中,我们拟在前人的研究基础上,分别从周围神经损伤所致的周围神经炎症,LPS(lipopolysaccharide)腹腔注射所致的全身炎症及LPS脊髓内注射所致的局部炎症等多角度分别研究ICAM-1在神经系统炎症中的作用,从而为阐明ICAM-1在神经系统免疫调节中的作用提供理论基础,为神经系统炎症性疾病的治疗提供依据。 [方法] 1.建立大鼠坐骨神经夹伤和切断的周围神经损伤模型,LPS腹腔注射的全身炎症模型及LPS脊髓内注射的脊髓局部炎症模型。 2.运用RT-PCR、Western Blot的方法检测坐骨神经,背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)及脊髓组织中ICAM-1表达的时空变化,运用免疫荧光双标,观察ICAM-1在这些组织中的细胞定位;分析施万细胞及小胶质细胞活化与ICAM-1表达水平之间的相关性。 3.分离培养并纯化大鼠施万细胞。在细胞水平,运用RT-PCR、Western Blot、免疫荧光及酶联免疫吸附等技术,检测LPS对ICAM-1表达、亚细胞定位的影响;并通过运用丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路抑制剂分析炎症刺激诱导ICAM-1表达的信号通路。 [结果] 1. 1)坐骨神经切断和夹伤后,ICAM-1在坐骨神经及相应背根神经节中表达均出现上调,后逐渐恢复正常。 2)正常状态下,ICAM-1在坐骨神经及DRG中表达较少,主要定位于血管内皮细胞。坐骨神经夹伤及切断后,ICAM-1主要定位于坐骨神经中的施万细胞和相应DRG中的神经元,与卫星细胞较少共定位。 2. 1)LPS腹腔注射后,坐骨神经中ICAM-1的表达以时间依赖的方式调节,在炎症的早期上调后逐渐恢复正常。高表达的ICAM-1主要定位于坐骨神经的施万细胞中。 2)以LPS刺激施万细胞ICAM-1的表达呈剂量和时间依赖方式。正常的施万细胞中,ICAM-1主要定位在细胞膜中,与S-100有部分共定位。在给予LPS刺激后,施万细胞上ICAM-1与S-100的共定位明显增加。 3)分别运用MAPK通路的细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, P44/42)抑制剂U0126、p38抑制剂SB202190、应激活化蛋白激酶/Jun氨基末端激酶(stress activated protein kinase/Jun N-terminal kinase,SAPK/JNK)抑制剂SP600125分别处理施万细胞显示抑制ERK1/2的活性后,ICAM-1表达无明显变化。抑制p38及SAPK/JNK的活性可以显著抑制LPS诱导的ICAM-1的上调。 3. 1)脊髓内LPS局部注射以时间依赖的方式诱导脊髓中ICAM-1的表达,其在炎症的早期上调,而后逐渐恢复正常。 2)在正常脊髓中ICAM-1表达很少被检测出。在给予LPS注射后,注射侧脊髓中ICAM-1阳性信号明显增多,其主要分布在注射侧的脊髓灰质前角和后角的小胶质细胞中,而在白质及对侧的脊髓中分布较少。 3)在LPS脊髓内注射后,ICAM-1的配体LFA-1、Mac-1的蛋白表达增高,但是Mac-1的表达增高迟于LFA-1的变化 [结论] 1.正常状态下,ICAM-1在坐骨神经、DRG及脊髓中分布较少。损伤及LPS等炎性应激后该分子反应性表达增高,提示该分子作为一种炎症反应蛋白,参与神经系统早期的炎症反应。 2.在周围神经系统中,损伤及炎性因子刺激后,高表达的ICAM-1主要定位于施万细胞,这提示该分子可能参与炎症介导的施万细胞的生物学行为的改变。 3. LPS以时间和剂量依赖的方式诱导施万细胞中ICAM-1表达,该作用主要依赖于LPS可诱导的MAPK通路中p38和SAPK/JNK通路的激活。 4.在脊髓中,炎症因子可显著诱导小胶质细胞内ICAM-1的表达,提示ICAM-1可能作为一种炎症反应蛋白,参与小胶质细胞的活化。 5.在LPS注射的脊髓中,ICAM-1的配体LFA-1、Mac-1的蛋白表达增高,提示ICAM-1可能通过与配体间的相互作用来影响小胶质细胞的活化。
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【学位授予单位】：南通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R392

【参考文献】