论文部分内容阅读
脑缺血是一种严重威胁人类健康的脑血管疾病,有很高的致死率与致残率。缺血患者往往伴有不同程度的抑郁与认知障碍,学习记忆能力也受严重的影响,这些症状与海马区神经元的损伤密切相关。成年哺乳动物大脑内的侧脑室室管膜下区(subventricularzone,SVZ)和海马齿状回颗粒下区(subgranularzone,SGZ)终生存在神经再生现象。缺血损伤会刺激SGZ的神经再生,新增殖的神经干细胞(neural stem cell,NSC)/神经前体细胞(neural progenitor cell,NPC)迁移、分化,最终形成成熟的具有功能的颗粒细胞。新增殖的颗粒细胞在海马的学习和记忆功能恢复中扮演着重要角色。促进海马SGZ神经再生,修复海马区受损神经元成为改善缺血后焦虑情绪与学习记忆的重要手段。颗粒蛋白前体(progranulin,PGRN)是一种分泌性糖蛋白,参与生长发育、损伤修复、炎性反应以及代谢调控等多种病理生理过程。研究表明,PGRN对脑缺血缺氧损伤具有保护作用。而且PGRN通过抑制β淀粉样蛋白的沉积改善阿尔茨海默症的记忆缺失,还可通过抑制炎性反应促进海马神经再生。我们前期的研究表明,PGRN可以促进脑缺血后SVZ神经干细胞的增殖,同时促进新生神经干细胞向损伤区迁移,并分化为成熟的神经元。而关于PGRN对脑缺血后海马齿状回神经再生的作用及对缺血后焦虑情绪及学习记忆的影响目前尚未见报道。我们推测,PGRN可以通过促进缺血后海马齿状回神经再生,改善脑缺血后的焦虑情绪与学习记忆能力,产生脑保护作用。本研究首先采用线栓法构建小鼠永久性脑缺血模型(permanent middle cerebral artery occlusion,pMCAO),通过免疫荧光染色技术比较小鼠脑缺血后缺血半暗带与海马内源性PGRN的表达变化;利用行为学方法探究侧脑室注射重组PGRN对小鼠缺血后焦虑情绪与学习记忆能力的影响;通过免疫组化及免疫双标技术观察小鼠缺血损伤后PGRN对海马齿状回神经干细胞/神经前体细胞增殖、迁移和分化的影响,探讨PGRN对小鼠脑缺血诱导的神经再生以及焦虑情绪与学习记忆的影响。研究结果:1.脑缺血后缺血半暗带及海马的PGRN表达升高。缺血半暗带内源性PGRN在缺血7d、14d和28d后较假手术小鼠表达均极显著升高(P<0.01;P<0.01;P<0.01)。缺血7d后海马CA1区PGRN表达显著升高(P<0.05),海马其他位置均无显著性差异。2.PGRN改善小鼠脑缺血后的焦虑情绪:缺血30min后侧脑室注射1ng PGRN:(1)旷场实验显示:缺血14d后,假手术组,模型组与PGRN组的自发运动能力无明显差异;PGRN给药后小鼠中心区停留活动时间显著增加(P<0.05);(2)高架十字迷宫实验显示:缺血14d后,注射PGRN后小鼠进入开臂次数与时间均明显增多(P<0.05)。3.PGRN提高小鼠脑缺血后的学习与记忆能力。本实验在缺血24-28d进行为期五天的水迷宫实验。前四天的训练阶段显示,PGRN组小鼠找到隐藏平台的时间与路径均下调,且在训练后两天(26d与27d)均有显著性差异(P<0.05);最后一天(28d)测试阶段去掉平台后,PGRN组在目标象限的时间与次数显著增多(P<0.05)。4.PGRN促进SGZ内神经干细胞的增殖:在缺血30min后侧脑室注射1ng PGRN,BrdU免疫组化染色结果显示:PGRN可以促进脑缺血后3d、7d SGZ内BrdU阳性细胞数量增加(P<0.05;P<0.01);PGRN可以促进脑缺血后7d时SGZ内BrdU/Nestin阳性细胞比例的上调(P<0.05)。5.PGRN促进SGZ内新生神经干细胞向未成熟神经元的迁移与分化。PGRN可以促进脑缺血后7d、14d SGZ内DCX的表达(P<0.01);PGRN可以促进脑缺血14d后SGZ内BrdU+/DCX+阳性细胞比例显著上调(P<0.01)。6.PGRN促进新生神经干细胞向成熟神经元的分化:;PGRN可以促进缺血28d后海马颗粒层BrdU+/NeuN+细胞比例显著上调(P<0.05)。结论:1.脑缺血后缺血半暗带与海马CA1的PGRN蛋白表达上调。2.侧脑室注射1ng PGRN可以改善脑缺血后的焦虑情绪,提高学习与空间记忆能力。3.侧脑室注射1ng PGRN可促进脑缺血后SGZ内的神经干细胞增殖,且促进神经前体细胞向颗粒层迁移,并分化为成熟的神经元。