论文摘要
背景:脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统疾患,通常导致损伤节段下神经功能的永久损害。然而,最近有研究表明在成体哺乳动物脊髓内,损伤后残存或再生的脊髓神经能自发地引导髓内神经环路的形成或重组,来部分代偿损伤引起的功能丧失。在中枢神经系统内,存在于细胞发生区域的神经前体细胞可能在损伤后神经环路重建中发挥重要作用,有证据显示它们能够促进成体期的神经元发生和胶质发生。然而,这些前体细胞的自我更新、增殖、分化以及迁移等特性受到它们所在区域的影响。在成体脊髓内,神经前体细胞不仅出现在中央管室管膜内,还遍布于整个脊髓实质中。最近,在有关神经细胞稳态的研究中,研究者发现星形胶质细胞与神经前体细胞间存在着紧密的有机联系,极大地拓展了我们对神经干（前体）细胞的认知。在整个中枢神经系统内,星形胶质细胞不仅能够指导调节神经元和胶质的发生,而且它们自身也可能正是神经前体细胞。反应性星形胶质化是脊髓损伤后的一个典型细胞反应,星形胶质细胞能针对损伤导致的神经内环境变化,进行一系列的应答。既往研究认为中枢神经系统损伤后,星形胶质细胞阻碍神经学功能的恢复。然而,在脊椎动物进化的过程中,中枢神经系统损伤后却一直伴随着反应性星形胶质化的产生,这从一个侧面提示,在反应性星形胶质化的过程中,一定有某些重要方面传递着对于维持神经系统重要功能必不可少的有利信息。半乳凝素1（Gaelctin-1）是外源性凝集素家族的重要成员。一系列的研究表明,在脊髓损伤后Galectin-1对神经系统具有保护和调节作用,提示它可能在脊髓损伤后也拥有相类似的神经调节保护效应,对星形胶质细胞可能存在着重要的调控作用。明确它与星形胶质细胞在脊髓损伤后的关联机制,将有助于进一步理解神经重塑过程对于脊髓损伤后内源性保护机制的意义,从而为脊髓损伤的治疗开拓出崭新的道路。目的:为了检测脊髓损伤后,Galectin-1与反应性星形胶质细胞之间是否存在着协同作用并检验这种协同效应对损伤后运动功能恢复的影响。方法:第一部分:首先我们采用成体啮齿类动物脊髓损伤模型,检测损伤前后内生性Galectin-1的表达变化。其次,我们经腹腔注射BrdU,检测内生性Galectin-1与脊髓损伤诱导增殖分化的细胞的共定位情况,以及成体损伤后反应性胶质细胞的与增殖的神经前体细胞的关系。接下来,采取鞘内注射的方法,将外生性人重组Galectin-1导入脊髓损伤部位,探讨Galectin-1对脊髓损伤后一系列细胞反应的影响,重点观测它对反应性星形胶质细胞的调控作用。第二部分:通过皮下埋植微药物泵的方法,将更昔洛韦（GCV）导入实验动物体内,首先鉴定GCV对GFAP阳性细胞的删除效应,建立GFAP-TK星形胶质细胞缺陷动物模型,继而检测外源性人重组半乳凝素1在该模型体内对反应性星形胶质细胞的调控作用,最终通过神经功能学检测,确定Galectin-1与反应性星形胶质细胞之间的交互作用以及对脊髓损伤后运动功能恢复的意义。结果:在正常脊髓内,Galectin-1 mRNA出现轻度表达,主要集中在脊髓灰质内。脊髓损伤后第14天表达达到顶峰,且表达范围扩大。在未损伤组的室管膜细胞内,观察不到Galectin-1的表达。在脊髓损伤组,Galectin-1的表达要早于实质细胞。细胞双标结果表明,大量的Galectin-1阳性细胞与GFAP阳性细胞出现共定位表达,细胞呈现反应性星形胶质细胞的典型形态。在野生型小鼠内,外源性人重组Galectin-1能够促进成体脊髓内的细胞分裂及反应性星形胶质化。在第二部分中,我们将GCV导入GFAP-TK小鼠体内,发现GCV对GFAP阳性细胞具有靶向删除效应。通过行为学功能测试发现,在野生型小鼠组,鞘内注射Galectin-1能够显著地改善脊髓损伤后的运动功能障碍状况,而在GFAP-TK缺陷小鼠中,给予Galectin-1并没有促进运动功能的恢复。结论:Galectin-1在成体脊髓内的表达强度和范围随着损伤的进程而变化,提示它与损伤后一系列的细胞应答存在着紧密关联。研究显示Galectin-1在脊髓损伤后与反应性星形胶质细胞存在大量的共定位表达,外源性给予Galectin-1后更进一步证明它对星形胶质细胞具有特异性调控作用。在GFAP-TK星形胶质细胞缺陷模型中,Galectin-1的神经保护调节作用显示是通过星形胶质细胞来发挥的,对星形胶质细胞存在着重要的特异性调控作用。明确它与星形胶质细胞在损伤后的关联机制,将有助于进一步理解神经重塑过程对于脊髓损伤后内源性保护机制的意义。从而为脊髓损伤开拓出崭新的治疗策略。
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标签：反应性星形胶质细胞论文; 半乳凝素论文; 胶质发生论文; 内生性神经前体细胞论文; 脊髓损伤论文; 内环境论文;