阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,患者常以记忆丧失、认知下降为特征,目前临床上对其尚缺乏有效的治疗手段。神经炎症是神经退行性病变潜在发病机制之一的观点逐渐被证实,为AD等神经退行性疾病的治疗提供了新的靶点。研究表明,中枢神经系统的炎症主要是由胶质细胞所介导,包括小胶质细胞和星形胶质细胞。在此前的研究中,我们发现新型化合物GA可以在体内外对外周免疫细胞介导的炎症起到较好的抑制作用。进一步的研究显示,GA在体外对小胶质细胞株的炎症反应也具有较强的抑制活性,从而通过抑制神经毒性物质的分泌,保护神经元的活性。这些研究结果提示了GA在神经退行性疾病相关的神经炎症治疗中的潜在活性。由于小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元细胞在神经炎症的发生和发展中存在复杂的相互调控关系,因此,阐明GA对这三种细胞以及它们之间相互作用的调控活性与作用机制,将为GA将来的临床转化和应用提供坚实的理论和实验基础。我们首先模拟体内环境,利用大鼠小胶质细胞株HAPI、星形胶质细胞株CTX TNA2和神经元细胞株B104在体外建立了神经细胞共培养体系。在炎性刺激条件下,向三种细胞中分别给予不同浓度的GA干预,通过检测共培养体系中神经元的细胞活性,评估GA对炎性刺激下小胶质细胞和星形胶质细胞的炎症抑制活性以及对神经元的保护活性。结果表明,GA能显著抑制小胶质细胞的炎性激活,并保护神经元的活性。另一方面,星形胶质细胞除了能放大小胶质细胞的炎症毒性信号外,还能通过分泌神经营养因子直接调控神经元细胞的生长、增殖和分化。我们发现,GA干预后的星形胶质细胞培养上清液会显著促进神经元细胞的增殖。因此,我们进一步通过转录组测序技术解析了GA对星形胶质细胞基因表达的调控模式,并筛选出有可能与神经元细胞增殖相关的差异表达基因,通过实时荧光定量PCR进行了验证,以期阐明GA的作用机制。具体研究结果如下:1、成功建立了小胶质细胞(HAPI)、星形胶质细胞(CTX TNA2)和神经元细胞(B104)参与的神经炎症体外共培养体系。CCK-8检测结果显示细菌脂多糖(LPS)炎性刺激HAPI细胞可以引起B104细胞存活率的显著下降。2、GA给药干预可以显著抑制神经炎症对神经元的毒性作用。HAPI细胞、CTX TNA2细胞、B104细胞分别与GA共孵育均能浓度依赖性的提高最终B104细胞的存活率。3、放射免疫检测和蛋白质免疫印迹实验证明了GA能显著抑制LPS诱导的小胶质细胞炎症反应。与LPS刺激对照组相比,GA干预组的小胶质细胞中补体1 q(C1q)、白介素1α(IL-1α)及肿瘤坏死因子α(TNF-α)表达量显著下调,并且共培养体系中星形胶质细胞的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、补体3(C3)表达量也被显著下调。4、星形胶质细胞CTX TNA2与GA共孵育后的细胞培养上清液能显著促进B104细胞增殖。通过转录组测序技术对GA处理前后的CTX TNA2细胞基因表达谱进行了系统分析,并根据基因功能选取对神经元细胞增殖有益的差异基因进行荧光定量RT-PCR验证,证实GA可能通过上调Pfkl(phosphofructokinase,liver type)、Bnip3(BCL2 interacting protein 3)、Hmox1(heme oxygenase 1)、TAK-1(mitogen-activated protein kinase kinase kinase 7)等基因的表达促进B104细胞增殖。本研究从神经炎症及小胶质细胞与星形胶质细胞间复杂调控关系角度出发,通过体外建立的神经细胞共培养体系,对化合物GA抑制神经炎症、保护神经元的潜在活性和作用机制进行了系统性评估,为该类化合物用于神经退行性疾病的免疫治疗提供了理论和实践基础。另外,GA通过激活星形胶质细胞促进神经元增殖的活性,也为神经退行性疾病的治疗提供了新思路。