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第一部分IL-4疗法可以促进TBI(Traumatic Brain Injury)后在脑白质完整性和促进神经功能的恢复。目的 创伤性颅脑损伤是神经外科常见的急重症之一,脑白质的损伤修复在TBI后神经功能恢复中的作用越来越受到重视。白细胞介素(interlukin4,IL-4)是广泛存在于全身免疫系统中的细胞因子,参与多种免疫调节活动。作为一种抗炎性细胞因子,越来越多证据显示,IL-4在中枢神经系统疾病中起着重要的免疫调控作用,但其具体作用机制仍未完全阐明。本部分实验通过建立C57/BL6小鼠CCI(Cortical Control Impact)模型模拟创伤性颅脑损伤,并通过鼻腔内给与IL-4的治疗手段探究IL-4在TBI后的神经功能恢复及白质完整性中的作用。方法 1)建立小鼠CCI模型(TBI)并予以IL-4鼻腔内给药治疗。术后35天通过对比IL-4治疗组和空白对照组及安慰剂组中小鼠的感觉-运动神经功能及高级认知功能,评估IL-4对TBI后小鼠神经功能恢复中的作用;2)术后第35天,通过对比空白对照组、安慰剂组及治疗组中小鼠损胼胝体/外囊的电生理传导功能以判断IL-4治疗在促进TBI后脑白质纤维传导中的作用;3)通过弥散张量成像技术(DTI)和BrdU/APC、MBP/SMI32免疫组织化学染色来判断IL-4疗法对小鼠TBI后白质结构完整性的保护作用;4)对小鼠脑组织切片进行MAP2荧光染色判断TBI后小鼠的神经元缺失程度。结果(1)在感觉-运动神经功能测试中,IL-4治疗后的小鼠与安慰剂组的小鼠在滚轴运动试验(p<0.01)、筒壁攀爬试验(p<0.01)、粘指去除试验(p<0.05)中均表现出更高程度的神经功能恢复;在高级认知功能的测试中,IL-4治疗后小鼠比安慰剂组的小鼠在Morris水迷宫试验(p<0.05)、强迫游泳试验(p<0.001)、悬尾试验(p<0.01)和被动躲避实验(p<0.001)中表现出更高的神经认知功能恢复,但在旷场试验和新物体探索试验中则未表现出明显的统计学差异;(2)与安慰剂组相比,经IL-4治疗的TBI后第35天小鼠损伤部位附近胼胝体/外囊部位的脑白质纤维无论是N1相波还是N2相波都表现出更高的叠加波幅(p<0.05);(3)与安慰剂组相比,BrdU/APC染色结果显示,胼胝体区 BrdU+/APC+(p<0.001)、BrdU+/APC-(p<0.001)及 BrdU-/APC+(F<0.05)细胞数在IL-4治疗后均有明显增加,外嚢部位各细胞数未见明显统计学差异,脑皮质区 BrdU+/APC+(p<0.01)、BrdU+/APC-(p<0.01)及 BrdU-/APC+(p<0.01)细胞数在IL-4治疗后均有明显增加;纹状体部位BrdU+/APC-(p<0.05)细胞数出现明显增多;SMI132/MBP染色中,SMI32/MBP比值在胼胝体(p<0.01)、皮质(p<0.05)、纹状体(p<0.05)部位表现出了明显降低,DTI检查提示,受损部位附近CC/EC的FA值及Rd值的统计学差异不明显;(4)MAP2荧光染色显示,TBI小鼠在IL-4治疗后脑组织丢失程度未见明显统计学差异。结论 IL-4鼻腔内给药治疗能够促进小鼠TBI后神经功能的恢复,促进损伤部位附近脑白质纤维结构和功能完整性的保留,减少TBI后脑组织的损失。关键词白细胞介素-4;脑损伤修复;脑白质损伤修复第二部分IL-4通过激活PPAR γ诱发OPC向成熟OLs分化并促进再髓鞘化目的 体外试验确定IL-4是否有促进OPCs分化成熟及促进神经元轴突髓鞘化的作用。同时判断PPAR-Y是否为IL-4介导的OPCs分化成熟的关键。体内试验判断PPAR-Y是否为IL-4介导TBI后少突胶质细胞增生神经功能恢复所必需。方法 1)体外OPCs细胞系培养判断IL-4能否促进OPCs增殖分化,神经元-胶质共培养系中加入IL-4共培养,并与空白对照比较判断IL-4是否能够促进神经元轴突的髓鞘化;2)对PPAR-Y基因敲除的小鼠进行TBI后IL-4治疗后,在术后第35天对小鼠脑组织SMI32/MBP染色判断IL-4是否依然能够促进OPCs分化成熟,借此判断PPAR-γ在IL-4介导OPCs分化成熟中的作用;3)建立PPAR-γ基因敲除的小鼠模型,比较 WT+IL-4、WT+vehicle,cKO+IL-4,cKO+vehicle 四组小鼠 TBI 后神经功能恢复的情况,用以判断IL-4介导的神经功能损伤修复过程中,PPAR-γ的作用。结果(1)OPCs原始细胞培养系中加入外源性IL-4后,OPCs细胞出现明显的增殖效应,在神经元-胶质共培养系中加入外源性的IL-4能够促进神经元轴突髓鞘化程度;2)在PPAR-Y基因敲除的小鼠中经IL-4鼻腔内给药治疗后,SMI32/MBP的比值与cKO+vehicle 组相比未见明显统计学差异;3)WT+IL-4、WT+vehicle,cKO+IL-4,cKO+vehicle四组小鼠在TBI后35天神经功能的恢复程度从大到小依次为WT+IL-4>WT+vehicle>cKO+IL-4 ≈ cKO+vehicle。结论 IL-4通过激活PPAR-γ发挥促进OPCs分化成熟及髓鞘形成的作用。PPAR-Y的表达激活是IL-4促进TBI后神经功能损伤修复的关键因素。