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背景及目的:
小胶质细胞是中枢神经系统中最小的一种胶质细胞,它起源于胚胎期的骨髓单核细胞,在哺乳动物大脑发育胚胎期或新生期进入中枢神经系统,为圆形或梭形的阿米巴样小胶质细胞,主要分布于大脑皮层、胼胝体、皮层下白质、内被盖、穹隆、小脑白质、视网膜等区域。正常情况下,小胶质细胞处于静息或休眠状态,且数量较少,当中枢神经系统缺血、缺氧或受到损伤时,小胶质细胞作为中枢神经系统固有的免疫效应细胞,迅速被激活并发挥“双刃”作用。目前研究表明显示,一方面,小胶质细胞可通过释放细胞毒素、炎症介质及细胞因子,加重脑组织的损伤;另一方面,活化的小胶质细胞又通过分泌细胞因子和神经生长因子促进神经组织的修复。一直以来,小胶质细胞发挥着重要的免疫细胞作用,分泌炎症因子引发炎症反应,在大脑中发挥着重要的作用,但是其对脑微血管内皮细胞血管生成的影响及机制还不清楚。
脑微血管内皮细胞、星型胶质细胞、小胶质细胞、基膜及周细胞等共同组成了的高度特化的神经血管结构单元.血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)。其中脑微血管内皮细胞间的紧密连接和粘附连接是构成血脑屏障结构的基础,也是维持血脑屏障功能的关键。最近研究显示大脑血流的降低负性调节了记忆和学习中必需蛋白质的合成,并且也许最终导致了神经炎症的发生和神经元的死亡。
我实验室研究发现小胶质细胞能够促进脑微血管内皮细胞血管的生成。基于此,通过检测血管生成相关基因mRNA的改变和蛋白质的改变,进一步检测小胶质细胞对脑微血管内皮细胞细胞迁移和增殖的改变,同时利用siRNA干扰的方法干扰小胶质细胞对脑微血管内皮细胞血管生成有所改变的基因,进一步研究其对血管生成的影响,期望从脑微血管的角度去分析AD的发病机制。
方法:
1、体外血管形成试验检测小胶质细胞上清对HBMEC形成血管的能力是否有影响。
2、划痕试验检测小胶质细胞上清对HBMEC细胞迁移能力的影响。
3、WST试验检测小胶质细胞上清对HBMEC细胞增殖能力的影响。
4、ELISA试验检测小胶质细胞上清中TNF-a的分泌的情况。
5、划痕试验检测TNF-a对HBMEC细胞迁移能力的影响。
6、WST试验检测TNF-a对HBMEC细胞增殖能力的影响。
7、体外血管形成试验检测TNF-a对HBMEC形成血管能力的影响。
8、Real-time PCR试验检测小胶质细胞上清对HBMEC形成血管生成相关基因mRNA水平上的改变。
9、Western blot试验体外血管检测小胶质细胞上清对HBMEC形成血管生成相关基因蛋白质水平上的改变。
10、PCR方法对脑微血管内皮细胞中表达的血管生成相关基因的亚型进行分析,并克隆其全长至真核细胞表达载体。
11、siRNA干扰试验干扰小胶质细胞对脑微血管内皮细胞血管生成有所改变的基因,并用Western blot试验进行鉴定。
12、体外血管形成试验检测干扰后的HBMEC其小胶质细胞上清促进血管脑微血管内皮细胞形成的能力是否有改变。
结果:
1、体外血管形成试验结果显示,小胶质细胞所分泌的上清能够促进脑微血管内皮细胞血管的生成。
2、划痕试验检测小胶质细胞所分泌的上清组与10%FBSHG-DMEM对照组相比,HBMEC细胞的迁移能力上升。
3、WST试验检测小胶质细胞所分泌的上清组与10%FBSHG-DMEM对照组相比,HBMEC细胞的增殖能力下降。
4、ELISA试验检测小胶质细胞上清中存在较高浓度的TNF-alpha。
5、划痕试验检测TNF-a能够促进脑微血管内皮细胞的迁移。
6、WST试验检测TNF-a对脑微血管内皮细胞的细胞增殖没有影响。
7、体外血管形成试验结果显示,TNF-alpha能够促进脑微血管内皮细胞的血管生成。
8、Real-time PCR试验检测小胶质细胞所分泌的上清组对HBMEC形成血管生成相关基因ephrinA3、ephrinA4、KDR在mRNA水平上与10%FBSHG-DMEM对照组相比表达水平增高。
9、Western blot结果显示,小胶质细胞所分泌的上清组对HBMEC形成血管生成相关基因ephrinA3、ephrinA4、KDR在蛋白质水平上与10%FBSHG-DMEM对照组相比表达水平增高。
10、PCR结果显示,脑微血管内皮细胞中表达的血管生成相关基因ephrinA4的亚型1和亚型2在脑微血管内皮细胞中表达,并成功克隆获得ephrinA3、ephrinA4亚型1全长基因序列,并连接到真核细胞表达载体pcDNA3.1/myc-HisB。
11、siRNA干扰试验成功干扰小胶质细胞对脑微血管内皮细胞血管生成有所改变的基因ephrinA3、ephrinA4,并用Western blot试验进行鉴定。
12、体外血管形成试验结果显示,干扰后的HBMEC其小胶质细胞上清促进脑微血管内皮细胞血管形成的能力受到了干扰。
结论:
小胶质细胞所分泌的上清能够促进血管的生成,促进了脑微血管内皮细胞迁移能力的升高,增殖能力的下降。在mRNA水平和蛋白质水平上血管生成基因ephrinA3、ephrinA4、KDR表达水平升高。但小胶质细胞与人脑微血管内皮细胞血管生成具体的机制还有待进一步研究。