星形胶质细胞外泌体携带的miR-873a-5p对创伤性颅脑损伤中小胶质细胞表型和功能的调控作用与机制研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liongliong465
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:星形胶质细胞和小胶质细胞在创伤性颅脑损伤(TBI)后的损伤与修复中发挥至关重要的作用。两种细胞释放的外泌体是细胞间信息传递的重要媒介。本研究探讨星形胶质细胞外泌体中的miR-873a-5p对TBI后小胶质细胞活化及其介导炎症反应的影响和机制。方法:建立离体脑外伤模型,检测外伤后星形胶质细胞外泌体的释放情况及其对小胶质细胞活化和炎症反应的影响。继而通过miRNA测序技术,分析星形胶质细胞外泌体miRNA的主要成分。其后通过特异性miRNA模拟物,分别在离体和活体外伤模型中检测该miRNA的神经保护功能和抑制神经炎症反应的作用及其机制。并且通过western blot、qRT-PCR技术检测人体脑外伤标本中该miRNA的表达情况。结果:脑外伤后星形胶质细胞分泌的外泌体显著增多,这些外泌体可以激活小胶质细胞并促进M2型转化。通过miRNA测序发现星形胶质细胞外泌体中包含819种miRNA,其中135种上调,显著上调包括miR-873a-5p,miR-1224-5p,miR-708-5p等。同时检测脑外伤患者脑组织标本发现,miR-873a-5p的表达在损伤脑组织中显著增加。在离体TBI模型中,外源性miR-873a-5p模拟物可以抑制原代培养的小胶质细胞向M1表型转化,进一步研究发现ERK和NF-κBp65信号通路被显著抑制。在小鼠活体TBI模型中,miR-873a-5p显著改善TBI后m NSS评分,减轻外伤后脑组织的水肿。TBI后外源性注射miR-873a-5p模拟物可以抑制小胶质细胞的M1激活并促进M2激活。此外,miR-873a-5p处理的TBI小鼠中ERK和NF-κBp65信号通路也被显著抑制。结论:脑外伤后星形胶质细胞外泌体分泌的以miR-873a-5p为代表的miRNA可以调控小胶质细胞的活化和介导的神经炎症反应,继而减轻脑组织水肿,改善神经功能评分。其分子信号机制可能通过抑制ERK和NF-κB信号通路实现。第一部分创伤性颅脑损伤后星形胶质细胞外泌体分泌特点及其对小胶质细胞表型和功能的影响目的:研究创伤性颅脑损伤后星形胶质细胞分泌的外泌体及其对小胶质细胞的影响。方法:建立离体TBI模型,通过免疫荧光、western blot、透射电镜检测星形胶质细胞分泌的外泌体。将星形胶质细胞分泌的外泌体标记与小胶质细胞共培养,并通过免疫荧光、western blot、q RT-PCR检测小胶质细胞的炎症因子改变。通过mi RNA测序分析星形胶质细胞外泌体的差异变化。收集临床脑外伤标本,通过q RT-PCR检测mi R-873a-5p以及炎症因子表达。结果:与对照组相比,模拟TBI后星形胶质细胞分泌大量外泌体,直径约50-100nm。星形胶质细胞分泌的外泌体被小胶质细胞吸收,模拟TBI后星形胶质细胞分泌的外泌体促进小胶质细胞M2型标记物Arg1、IL-4、IL-10表达。mi RNA测序分析TBI后星形胶质细胞外泌体中135种mi RNA明显上调(上调幅度超过2倍,P<0.05),变化最明显mi RNA分别是mi R-1224-5p、mi R-708-5p、mi R-873-5p、mi R-218-2-3p、mi R-551b-3p等。此外,脑外伤患者坏死区域的mi R-873a-5p、Arg1、IL-4、i NOS、IL-1β、IL-6表达升高。结论:TBI后星形胶质细胞分泌的外泌体能促进小胶质细胞向M2型转化,而mi R-873a-5p可能是发挥关键作用的mi RNA。第二部分星形胶质细胞外泌体携带的mi R-873a-5p对小胶质细胞表型转化和功能影响及分子机制目的:研究离体环境下mi R-873a-5p对小胶质细胞炎症反应影响及其机制。方法:原代培养小胶质细胞,转染mi R-873a-5p mimic后,用LPS刺激小胶质细胞。通过western blot、q RT-PCR分别检测炎症因子HMGB1、IL-1β、i NOS、TNF-α、IL-6以及NF-κB、ERK信号通路的改变。分组为:con组:阴性对照;NC组:转染negative control mimic;873 mimic组:转染mi R-873a-5p mimic;LPS:给予LPS刺激;LPS+NC组:转染negative control mimic后给予LPS刺激;LPC+873mimic组:转染mi R-873a-5p mimic后给予LPS刺激。结果:LPS作用后,小胶质细胞的促炎因子HMGB1、IL-1β、i NOS、TNF-α、IL-6表达升高,NF-κB、ERK信号通路被活化。而转染了mi R-873a-5p mimic后,HMGB1、IL-1β、i NOS、TNF-α、IL-6表达下调,磷酸化NF-κB、ERK信号通路被抑制。结论:mi R-873a-5p可能通过抑制NF-κB、ERK信号通路抑制促炎因子的释放。第三部分星形胶质细胞外泌体携带的mi R-873a-5p对脑外伤后中枢神经系统结构和功能的保护作用目的:研究mi R-873a-5p对小鼠TBI后的神经功能、脑水肿、炎症因子的影响以及可能的机制。方法:建立小鼠TBI模型,侧脑室注射mi R-873a-5p agomir,采用m NSS评分和脑缺损面积百分比以评估神经功能恢复情况、干湿重法检测脑组织水肿。通过q RT-PCR与免疫荧光检测M1型促炎因子CD32、i NOS、IL-1β和M2型抑炎因子CD206、Arg1、IL-4的表达。Western blot检测NF-κB、ERK信号通路的改变。实验分组:Sham组:假手术组;Sham+mi R-873a-5p agomir组:假手术处理+侧脑室注射mi R-873a-5p agomir;TBI组:CCI模型组;TBI+mi R-873a-5p agomir组:CCI模型+侧脑室注射mi R-873a-5p agomir。结果:与对照组相比,Sham+mi R-873a-5p agomir组,TBI组和TBI+mi R-873a-5p agomir组的mi R-873a-5p水平均明显增高。TBI+mi R-873a-5p agomir组的神经功能学评分、脑缺损面积百分比以及脑水肿均低于TBI组。在m RNA水平,TBI+mi R-873a-5p agomir组的CD32、i NOS、IL-1β表达均低于TBI组,而CD206、Arg1、IL-4表达高于TBI组。免疫荧光结果显示,TBI+mi R-873a-5p agomir组的i NOS+Iba1+阳性细胞数低于TBI组,而Arg1+Iba1+阳性细胞数高于TBI组。此外,TBI+mi R-873a-5p agomir组的磷酸化NF-κB、ERK分子活化程度也低于TBI组。结论:mi R-873a-5p通过抑制NF-κB、ERK信号通路抑制炎症反应,改善神经功能和脑水肿程度。
其他文献
随着5G时代的到来,网络传输变得更加快捷和广泛,各行各业都进入了互联网的转型和升级阶段。相比与之前的移动互联网的大数据、移动互联时代,目前在智能家居、无人车等各种物联网领域都有越来越多的流量和数据出现。消息队列作为一款中间件产品,它可以很好的用来解决各个终端之间的消息传递、转发的问题,同时也支持系统内部各个进程或模块之间的消息交流,在系统设计中有广泛的应用。针对于云加密系统场景下,这里设计了一款支
学位
基于P2P网络的分散式存储系统是分布式存储的重要分支。传统分布式存储系统通常集中部署,具有高可信与易维护等特点,而构建于P2P网络之上的分散式存储系统则面临着节点低可信性与维护不确定性所引入的巨大可靠性风险。虽然可靠性可以通过增加冗余或加快修复速率等方式提升,但是同时也会造成系统成本的大幅攀升。针对上述问题,提出了一种分层的容错方法,将系统中的元数据与数据按体量与读写频率分层存储,并为每层数据设置
学位
随着信号环境的日趋多样化和复杂化,各个领域对阵列信号接收与处理的性能有了越来越高的要求,而动态范围往往是影响其是否满足高性能特性的一个重要因素。传统的提高动态范围的做法是改进系统内部组成电路的结构,或者是使用新型材料制成的器件,然而这些方法都或多或少的受到工艺或者成本的限制。因此在电路结构给定情况下,需要讨论一种合适的数据处理方式,使接收与处理过程表现出良好的动态性能。本文主要完成了以下研究工作:
学位
深紫外LED因在民用和军用领域有着广泛应用,近些年来得到广大研究学者的青睐。AlGaN是制备深紫外LED的常用材料,波长越短,Al组分的含量越高,器件欧姆接触的制备难度也随之急剧上升。高性能的器件需要高质量的欧姆接触,制备稳定可靠的欧姆接触是AlGaN器件成功应用的关键之一。本文针对高Al组分AlGaN材料的欧姆接触展开讨论,从理论到实验进行系统地详细研究。主要研究内容如下:(1)从理论上了解欧姆
学位
电控液晶微镜阵列作为一种加电调焦控光的微光学结构,区别于传统光学成像系统中使用多透镜组合执行机械调焦这一架构方式。基于液晶材料的电光特性,通过调节驱控电压信号实现电调焦电摆焦操作。具有小型化、可集成、响应快以及控光能力强等特点。在电控液晶微镜以及液晶显示器件中,通常需要在电极材料上涂覆聚酰亚胺膜并通过机械摩擦方式,在聚酰亚胺(PI)表面形成微纳凹槽,作为液晶材料的初始定向层而呈现功能化控光作用。通
学位
光场三维重建技术在工业生产、生物医学、人工智能等领域具有重大的研究意义和广泛的应用前景。条纹投影轮廓术因其非接触、系统简单、测量精度高、速度快等优点,成为结构光场三维重建的代表技术之一。传统的结构照明光场三维重建方法使用工业相机采集变形的条纹结构光场,工业相机采集光场时,需要精确设计相机参数并且机械调焦,且拍摄的图片景深小,如果对焦不准确会导致重建结果产生误差。针对这一问题,本文提出了一种使用光场
学位
量子点以其制备低成本、可调节带隙、高吸光系数、柔性基底兼容性以及多激子效应等众多优异的特性,在光电器件领域受到广泛的关注。目前,通过配体交换方法制备的量子点光电探测器存在暗电流比较大的问题,使得器件的整体性能偏低。原子层沉积技术(ALD)是一种表面自限制的薄膜沉积技术,其优势在于可进行高深宽比填充,沉积的薄膜拥有良好的均匀性及高度的致密性,厚度原子级可控。目前ALD应用于量子点光电探测器主要集中于
学位
已有研究表明,在语音感知中,语音时域包络和精细结构都能独立传递语音信息,但是没有人研究两者间是否具有协同作用,也不清楚听觉系统是否把两个方面的信息整合处理。这个问题,涉及到我们对听力障碍患者即使采用助听器却仍然出现语音感知障碍这个问题的理解和应对。因为,听力障碍患者的语音包络和精细结构因耳蜗的病变可能在耳蜗中的表达不再正常,两者之间也可能失去正常的匹配。为此,我们在语音时域包络与精细结构的匹配情况
学位
时间序列数据无处不在,数据量庞大。如何高效地收集、存储和分析是时序数据库的常见问题,尤其是在工业级物联网以及数据中心监控中。由于磁盘IO的限制,最近的各种研究开始使用内存作为缓存,在内存中组织和缓存最新的数据,提高吞吐性能并提供实时查询。内存存储效率成为影响系统可伸缩性和成本效益最重要的因素。然而,大型复杂系统通常会生成高维度和高动态时序数据。例如,在字节跳动的数据中心的监控系统中,每天性能监控和
学位
工业相机具有稳定性高、图像传输速度快和抗干扰能力强的特点,广泛应用于工业产品检测、计算机视觉等多类图像处理领域。为使个人电脑兼容不同厂家和型号的工业相机,需要为工业相机设计符合国际标准的图像传输协议。接触式图像传感器(CIS)焦距短、成本低、无图像畸变,可采集纸张、布匹和板材等物体的多光谱、多分辨率下的表面图像。基于CIS设计的工业线阵相机是一种新型计算机视觉成像设备,但是现有CIS工业线阵相机不
学位