《Ihh对大鼠急性脊髓损伤后神经再生的影响及川芎嗪的干预作用研究》

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课题来源及背景:该研究成果取得来源于广西自然科学基金的支持。脊髓损伤是一类临床常见的严重致残性疾病,严重影响生活质量,造成沉重的社会、经济负担,其治疗至今仍是医学界的难题。研究表明,成体脊髓本身存在一定数量的内源性神经干细胞,受到刺激后可以增殖分化。但内源性神经干细胞激活后绝大部分都分化为星型胶质细胞和少突胶质细胞,只有很少部分分化为神经元。内源性神经干细胞的增殖分化受到很多基因信号通路的调控,神经细胞再生的分子机制还不完全清楚。研究目的和意义:研究从与神经发育息息相关的信号通路的表达/沉默出发,遴选了重要的信号分子Ihh 及其激活信号Gli1,在成年大鼠急性脊髓损伤后,动态观察IhhmRNA 和Gli1mRNA 的表达及分布状况,分析脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖与分化的影响机制,为脊髓损伤后神经细胞和神经通路再构的进一步研究提供一个新的思路和平台;同时观察川芎嗪对神经再生过程中Ihh 信号通路的影响,进一步阐释其治疗脊髓损伤的分子机制。主要论点和论据:首次在成体脊髓中观察到Ihh的分布与表达,国内外文献中尚未见有类似报道。该研究观察到 Ihh 和Gli1在正常成年大鼠的脊髓中有分布。Ihh主要分布在脊髓的白质区,中央管仅有微量表达;Gli1主要表达在神经元核仁以外的细胞核和胶质细胞的胞质中,中央管周围未见表达。脊髓损伤后Ihh/gli1信号转导通路表达与内源性神经干细胞的增殖呈相反趋势,对脊髓内源性干细胞的增殖可能起负性调控作用。该研究观察到在脊髓损伤修复的过程中神经细胞再生活跃,Nestin+、Brdu+细胞在脊髓损伤后的1-7天内表达明显增多,到第3-7天达到峰值而后逐渐降低。而Ihh/Gli1mRNA的表达在脊髓损伤后逐渐降低(与正常组比较P<0.01),并在第7天达到最小值后又呈现出逐渐增多的趋势。Nestin+、Brdu+细胞和IhhmRNA、Gli1mRNA在脊髓损伤修复过程中的表达趋势相反。通过对Ihh/Gli1信号通路与内源性神经元增殖分化进行相关性分析,发现Ihh、Gli1mRNA 表达与内源性神干细胞增殖之间呈负相关。研究结果与Chung AY等的研究结果相似,Chung AY 等在研究斑马鱼胚胎的少突胶质细胞祖细胞分化的时候在脊髓前侧的底板细胞发现了Ihh-b的表达,通过研究认为Ihh-b 是通过抑制神经前体细胞的增殖来调控多形核白细胞前体细胞向运动神经元和少突胶质细胞转化的。这一研究结果与该实验的研究结果高度一致。川芎嗪能够对脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖分化有促进作用;但对Ihh 和Gli1的表达无影响。研究显示,脊髓损伤后川芎嗪能显著增加Nestin+细胞的表达,在第7天达到顶峰;E 组脊髓损伤后8h 至第28天与模型组比较均有显著性差异(P<0.05 或P<0.01);川芎嗪能明显促进Brdu+细胞增殖,在脊髓损伤后第7天、14天、28天,与模型组比较有显著性差异(P<0.05 或P<0.01)。但脊髓损伤后川芎嗪对IhhmRNA 和Gli1mRNA 表达无明显影响,除了在第28天时间点检测的IhhmRNA 与模型组比较有显著性意义(P<0.05),其他各检测时间点上与模型组比较均无显著性差异。说明至少在脊髓损伤早期川芎嗪对hhmRNA和Gli1mRNA 的表达无影响,后期是否有影响还有待进一步研究。研究结果表明,川芎嗪通对脊髓损伤后脊髓内源性神经干细胞增殖分化的影响可能不是通过对Ihh/Gli1信号通路的调控达到的,其具体机制和作用靶点还有待于进一步研究。创见与创新:该研究是首次探讨Ihh在成体脊髓中的表达与分布,国内外文献中尚未见有类似报到。研究结果对研究内源性神经干细胞的增殖与分化及神经细胞的再生具有重要参考价值。

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