巨噬細(xì)胞通過(guò)物理粘附和機(jī)械牽引作用修復(fù)腦血管損傷
發(fā)布時(shí)間:2018-06-14 23:49
本文選題:中風(fēng) + 腦微出血 ; 參考:《西南大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:出血性腦中風(fēng)是嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康和生命的一類(lèi)疾病,腦出血后會(huì)造成嚴(yán)重的神經(jīng)損傷。近年來(lái)隨著腦成像技術(shù)的進(jìn)步,原來(lái)不能檢測(cè)到的腦微出血的現(xiàn)象也越來(lái)越受到重視。腦微出血是腦部微小血管病變后產(chǎn)生的出血現(xiàn)象。內(nèi)皮層的損傷是血管破裂的主要原因。因此快速修復(fù)內(nèi)皮層損傷對(duì)保持腦血管健康是很重要的。但是腦出血后損傷的血管是怎么修復(fù)的?由于缺少合適的動(dòng)物模型,這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有被回答。為了解決這個(gè)問(wèn)題,建立合適的腦出血?jiǎng)游锬P褪欠浅1匾摹0唏R魚(yú)具有身體透明和易于操作的優(yōu)點(diǎn),非常適合進(jìn)行實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)和分子機(jī)制的研究。我們?cè)诎唏R魚(yú)中構(gòu)建了一個(gè)新的腦出血模型。我們用雙光子激光特異的損傷腦血管單個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞,這樣可以引起血管的破裂和腦出血。利用這個(gè)方法,選擇不同大小或者不同血流的血管就可以很好的模擬腦出血和腦微出血。巨噬細(xì)胞與腦損傷、腦出血、以及血管發(fā)育和血管重塑等密切相關(guān),但巨噬細(xì)胞是否在腦血管損傷修復(fù)中起作用還不清楚。為了研究腦出血巨噬細(xì)胞在血管修復(fù)方面的功能,我們利用標(biāo)記巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)基因系觀(guān)察腦出血后巨噬細(xì)胞的行為。我們發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞會(huì)在血管損傷后三十分鐘左右被招募到血管損傷的位置。而后巨噬細(xì)胞伸出偽足粘附損傷傷口的內(nèi)皮細(xì)胞,巨噬細(xì)胞會(huì)在隨后的3個(gè)小時(shí)左右回縮偽足并牽拉內(nèi)皮細(xì)胞,內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)被拉出形同偽足的突出,最后巨噬細(xì)胞會(huì)介導(dǎo)血管的兩個(gè)斷口連接。巨噬細(xì)胞只有在血管損傷修復(fù)完成后才會(huì)離開(kāi)。損傷血管通過(guò)什么趨化因子招募巨噬細(xì)胞?我們用ATP的水解酶和ATP受體抑制劑來(lái)抑制ATP的信號(hào),我們發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞不能到達(dá)損傷位置。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞中的鈣信號(hào)在血管損傷后馬上有明顯的上升。這些數(shù)據(jù)表明內(nèi)皮細(xì)胞在損傷后可以通過(guò)分泌A(yíng)TP來(lái)招募巨噬細(xì)胞。在少數(shù)的情況下兩個(gè)或兩個(gè)以上的巨噬細(xì)胞會(huì)分別粘附血管損傷的兩端。這時(shí)損傷不會(huì)被修復(fù)。腦血管損傷只有在兩個(gè)端口同時(shí)被一個(gè)巨噬細(xì)胞粘附的情況下才能被修復(fù)。這個(gè)結(jié)果排除了巨噬細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞因子修復(fù)損傷。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)巨噬細(xì)胞粘附在內(nèi)皮細(xì)胞上后,粘附連接蛋白的聚集會(huì)出現(xiàn)在兩種細(xì)胞的粘附位點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)表明巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生了粘附連接。偽足的回縮可以產(chǎn)生很大的拉力,這種拉力是依賴(lài)于myosin II的。我們用抑制劑抑制了myosin II的活力后發(fā)現(xiàn)血管修復(fù)也可以被抑制。而偽足的骨架是微絲。我們用標(biāo)記微絲的轉(zhuǎn)基因系觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)微絲在巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞間富集。而后我們用微絲的抑制劑處理,發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞到達(dá)后不能伸出偽足產(chǎn)生粘附,修復(fù)不能完成。在修復(fù)過(guò)程中加入微絲抑制劑同樣能抑制修復(fù)。所以巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的修復(fù)是依賴(lài)于微絲產(chǎn)生的機(jī)械拉力。為了研究血管修復(fù)中的分子機(jī)制,三個(gè)修復(fù)時(shí)期的巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞被分別收集,而后進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。我們發(fā)現(xiàn)機(jī)械力和細(xì)胞粘附的基因和信號(hào)途徑有著明顯的變化。其中PI3K和Rac1通路在這些基因中變化明顯。而后我們研究了這兩個(gè)分子的作用。用抑制劑的方式抑制PI3K發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的修復(fù)能被抑制。對(duì)于Rac1用化學(xué)和遺傳的方法抑制都能使修復(fù)受到影響,所以這兩種分子對(duì)修復(fù)有著重要的作用。抑制巨噬細(xì)胞移動(dòng)到損傷位點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)血管會(huì)自己緩慢修復(fù),所以還存在一種不依賴(lài)巨噬細(xì)胞的血管修復(fù)方式。我們發(fā)現(xiàn)這種修復(fù)是依賴(lài)微管的延伸而不是依賴(lài)于微絲。并且這種修復(fù)方式要比巨噬細(xì)胞依賴(lài)的修復(fù)方式耗費(fèi)更多的時(shí)間,修復(fù)效率也更低。我們發(fā)現(xiàn)這種自我延伸會(huì)被巨噬細(xì)胞的粘附所停止。進(jìn)一步我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞自我延伸時(shí),頂端的Rac1的活力會(huì)降低,人為的抑制Rac1會(huì)加速內(nèi)皮細(xì)胞的自我延伸。Rac1的活力降低也許是兩種修復(fù)方式不同的分子基礎(chǔ)。我們的研究在斑馬魚(yú)中構(gòu)建了一個(gè)新的腦出血模型。與以前的模型相比,可以進(jìn)行高分辨率的實(shí)時(shí)觀(guān)察,了解腦中風(fēng)后的細(xì)胞學(xué)行為。另外這個(gè)模型可以方便的進(jìn)行分子生物學(xué)的研究,這在以前的動(dòng)物模型中很難達(dá)到。我們的研究揭示了巨噬細(xì)胞通過(guò)直接的機(jī)械作用修復(fù)損傷,這是對(duì)巨噬細(xì)胞主要通過(guò)分泌細(xì)胞因子起功能的一個(gè)補(bǔ)充。巨噬細(xì)胞和損傷內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用,為解釋炎癥和血管疾病的成因提供了新的視角。研究中的新發(fā)現(xiàn)為臨床提供了一些新的意見(jiàn),加速巨噬細(xì)胞對(duì)腦血管損傷的修復(fù)可能對(duì)治療腦中風(fēng)和腦微出血引起的老年神經(jīng)疾病有著重要的作用。
[Abstract]:In order to solve the problem , it is very important to establish a suitable animal model for cerebral hemorrhage . In order to solve this problem , it is very important to establish a suitable animal model for cerebral hemorrhage .
【學(xué)位授予單位】:西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:R743.3
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本文編號(hào):2019528
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