M1型小胶质细胞参与慢性脑缺血诱导白质损伤的机制研究

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目的:慢性脑缺血所致的脑白质损伤是造成血管性痴呆的重要因素。近年来研究发现慢性脑缺血可以激活小胶质细胞。然而,活化的小胶质细胞在慢性脑缺血状态下,是否以及如何参与白质损伤的分子机制尚不明确。本研究应用慢性脑缺血大鼠模型,探索小胶质细胞活化参与白质损伤的细胞和分子机制。方法:应用大鼠双侧颈总动脉结扎缺血模型,在造模前及造模后的1、2、4周,利用同步辐射血管造影和磁共振动脉自旋标记成像监测脑血管密度和脑血流改变,水迷宫实验评估认知功能,利用分子生物学、透明脑、动物行为学等方法,明确:1)慢性脑缺血造成的白质损伤是否与M1型小胶质细胞激活/迁移/粘附有关;2)补体C3及其受体上调是否是M1型小胶质细胞介导慢性脑缺诱导的白质损伤的关键。结果:同步辐射脑血管造影和动脉自旋成像结果显示脑缺血1周大鼠的脑血管密度和脑血流均显著下降(p<0.05)。水迷宫实验表明,与对照组相比,大鼠脑缺血后2周开始出现空间学习、记忆功能障碍并可持续至第4周(p<0.05)。Western blot和免疫组化结果表明脑缺血后髓鞘的数量显著下降(p<0.05)。进一步研究提示缺血后M1型激活的小胶质细胞数量增加(p<0.05)。透明脑三维空间图像提示迁移并粘附于髓鞘的M1型小胶质细胞数量增加并吞噬髓鞘(p<0.05)。荧光定量PCR结果表明大鼠脑缺血后纹状体部位趋化因子CCL2、CCL3、CCL5、CX3CL1的转录上调(p<0.05)。荧光定量PCR和Western blot显示大鼠脑缺血后补体C3及其位于小胶质细胞表面的受体C3a R、CR3的表达均上调(p<0.05)。慢性脑缺血后腹腔注射C3a R拮抗剂SB290157可以抑制M1型小胶质细胞激活(p<0.05),从而减轻白质损伤(p<0.05),逆转大鼠空间学习、记忆功能损害(p<0.05)。结论:慢性脑缺血可诱导M1型小胶质细胞增多,迁移、粘附并吞噬髓鞘组织,加重白质损伤。抑制C3a R可以减少小胶质细胞向M1型转化,减轻白质损伤,改善认知功能,提示M1小胶质细胞是造成慢性缺血诱导的白质损伤的关键,而补体C3介导了小胶质细胞向M1型转化。
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