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目的:观察不同时间点的双侧颈总动脉结扎(bilateral common carotid artery ligation,2-VO)大鼠的海马转录水平的进行性病理改变,探讨参麻益智方干预小胶质细胞表型转化保护血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)治疗血管性痴呆(Vascular dementia,Va D)的作用机制。方法:本研究以2-VO大鼠为主要研究模型,进行转录组测序。首先进行数据质控、转录组文库质量评估以及与指定的参考基因组比对。根据比对结果,进行转录本组装,计算基因在不同样本中的表达量,构建不同时间点的基因表达谱,其次,采用DESeq算法以|log2(FC)|>1,P<0.05为阈值在不同分组样本中进行差异基因筛选,并对差异基因进行聚类及火山图展示。对筛选的不同时间点的差异基因进行GO和KEGG富集分析,并构建蛋白质相互作用网络进一步筛选关键靶点,同时应用免疫组化评估不同时间点的小胶质细胞和星形胶质细胞的变化。结合前期测序结果,进行中药干预,分为假手术组(Sham)、模型组(Model)、多奈哌齐组(DNPQ)、参麻益智方低中高剂量(SMYZ-L、SMYZ-M、SMYZ-H)6个组,通过Morris水迷宫实验评价2-VO大鼠空间学习记忆功能、尼氏染色评估神经元存活、免疫荧光评价给药后5d、14d对星形胶质细胞和小胶质细胞表型转化及时空间分布的影响、实时荧光定量PCR检测BBB紧密连接蛋白相关基因以及验证转录组测序关键靶点。结果:1.构建了2-VO大鼠海马不同时间点的转录组表达谱,筛选了不同时间点的差异基因。在2-VO 1d、2-VO 3d、2-VO 5d、2-VO 7d、2-VO 14d的差异基因分别有288、464、437、391、361个。对差异基因进行GO、KEGG富集分析,根据P<0.05,在2-VO 1d、2-VO 3d、2-VO 5d、2-VO 7d、2-VO 14d共有GO term分别有599、833、936、634、611条,KEGG分别有30、38、37、10、24条。并构建蛋白质相互作用网络,根据degree值进行排序,得出不同时间点top30的基因。我们进一步对top30的基因进行富集分析,发现不同时间点的差异基因多与细胞外间隙和细胞外基质有关,因此将PPI网络中的top30基因与细胞外间隙和细胞外基质中富集的基因取交集,共筛选出14个表达量高的关键基因Apob、Lgals3、Lcn2、Timp1、Mmp14、Crispld2、Vwf、Itga5、Mmp2、Mmp13、Plau、Ttr、Spp1、Sv2c。通过免疫组织化学染色观察造模后不同时间点的Iba-1和GFAP,Sham组可以观察到比较典型的静息态分枝状小胶质细胞,在造模后5d,小胶质细胞数量较Sham组有所增多,细胞突起回缩,胞体变圆增大,(P<0.05),在造模后7d,小胶质细胞数量较Sham组明显增多,胞体增大,分支减少(P<0.05)。而在造模后14d,与造模后7d相比,数量明显下降,胞体较前缩小,但与Sham组相比,仍数量较多(P<0.05)。以GFAP标记星形胶质细胞,与Sham相比,造模后可以观察到星形胶质细胞开始增生,表现为细胞数量增多,体积变大,突起增多并交织成网状;在造模后1d,星形胶质细胞数量较Sham组增多(P<0.05),在造模后3d,星形胶质细胞数量较Sham组明显增多,(P<0.05)。而在造模后5d数量下降,但与Sham组相比,仍数量较多,无显著统计学差异(P>0.05)。在造模后7d数量较5d略有上升,与Sham组相比具有统计学差异(P<0.05),造模后14d数量下降,与造模后3d相比具有统计学差异(P<0.05),与Sham相比,数量仍较多,但无统计学差异。2.参麻益智方对2-VO大鼠行为学及神经细胞的影响定位航行实验:与Sham组大鼠相比,Model组大鼠逃避潜伏期明显延长(P<0.01)。与Model组大鼠相比,SMYZ-M、SMYZ-H两组的潜伏期时间均明显缩短(P<0.05),DNPQ、SMYZ-L组也有不同程度的缩短,但无统计学差异。空间探索实验:与Sham组相比,Model组大鼠目标象限的路程比和时间比均明显减少,具有统计学差异(P<0.01),穿越平台次数减少,但无统计学差异。与Model组相比,SMYZ-H组路程比增加,具有统计学意义(P<0.05),但时间比无差异。尼氏染色结果表明,参麻益智方灌胃5d后,Sham组海马CA1区神经元的数量及层数多,排列比较整齐而致密,胞浆染色较深,尼氏小体数量多,呈深蓝色,与Sham组相比,Model组可见CA1区神经元数量及层数较少,排列紊乱,尼氏小体数量减少甚至丢失,蓝染程度较浅。与Model组相比,DNPQ、SMYZ-L组神经元数量稍增加,尼氏体丢失少,但排列仍较为紊乱,SMYZ-M、SMYZ-H组神经元数量及尼氏小体均有不同程度的增加,细胞层次无明显减少,排列相对紧密有序。灌胃14d后,可看到Sham组神经元的数量及层数多,排列整齐致密,尼氏小体呈深蓝色,数量较多。与Sham组相比,Model组可见CA1区神经元数量及层数较少,排列较5d时整齐,尼氏小体数量减少甚至丢失,蓝染程度较浅。与Model组相比,DNPQ、SMYZ-L、SMYZ-M、SMYZ-H组神经元数量及尼氏小体均有不同程度增加,与灌胃5d时相比,排列紧密有序,细胞层次无明显减少,尼氏小体丢失少。3.参麻益智方灌胃5d和14d对GFAP的影响免疫荧光结果表明,灌胃5d后,与Sham组相比,Model组胞体膨大、突起变粗,呈高度活化状态,GFAP阳性细胞数目升高,但两者相比不具有统计学差异(P>0.05);与Model组相比,DNPQ和SMYZ处理之后突起回缩、数量变少,但无统计学差异(P>0.05);并且与Model组相比,尤其是SMZY-H组处理后GFAP阳性细胞数下降更多,但差异并不显著(P>0.05)。灌胃14d后,与Sham组相比,Model组星形胶质细胞胞体膨大、突起较多且变粗,GFAP阳性细胞数目升高,两者相比具有显著的统计学差异(P<0.01);与Model组相比,DNPQ和SMYZ-L、SMYZ-M组处理之后GFAP阳性细胞数目略有下降,但无统计学差异(P>0.05);并且与Model组相比,尤其是SMYZ-H组处理后细胞胞体形态趋向Sham组,GFAP阳性细胞数下降更多,差异显著(P<0.05)。4.参麻益智方对小胶质细胞表型转化及时空间分布的影响参麻益智方灌胃5d后进行观察,与Sham组比较,Model组大鼠Iba/CD31及Iba/Claudin5双染阳性细胞数目减少;与Model组比较,DNPQ组和SMYZL、SMYZ-M和SMYZ-H组大鼠Iba/CD31及Iba/Claudin5双染阳性细胞数目有所增加,以高剂量组增加显著。灌胃14d后进行观察,与Sham组比较,Model组大鼠Iba/CD31双染阳性细胞数目减少;与Model组比较,DNPQ组和SMYZ-L、SMYZ-M和SMYZ-H组大鼠Iba/CD31及Iba/Claudin5双染阳性细胞数目有增加,以高剂量组增加显著。5.参麻益智方对血脑屏障相关基因表达及损害性因子IL-1、TNF-αmRNA和保护性因子TGF-β、VEGF mRNA的作用与Sham组相比,Model组海马中ZO-1、Occludin和Claudin5 mRNA表达水平明显降低(P<0.05)。DNPQ和SMYZ各剂量组干预后,ZO-1、Occludin和Claudin5 mRNA的表达均较模型组升高(P<0.05)。与Sham组相比,Model组TNF-α和IL-1表达升高(P<0.05),经DNPQ和SMYZ各剂量组干预后,TNF-α表达均下降,在SMYZ-H组中有统计学差异(P<0.05),而IL-1表达在各组中均下降,具有统计学差异(P<0.05)。Model组VEGF和TGF-βmRNA表达下降(P<0.05),经DNPQ和SMYZ各剂量组干预后,VEGF和TGF-βmRNA表达增加,具有统计学差异(P<0.05)。6.参麻益智方对转录组测序关键靶点的作用与Sham组相比,Plau、Ttr、Mmp13、Spp1在Model组中下调(P<0.05),经SMYZ和DNPQ干预后,Plau、Ttr、Mmp13 mRNA其表达有不同程度的升高,在SMYZ-H组具有统计学差异(P<0.05),而Spp1 mRNA的表达变化不明显。Apob、Lcn2、Timp1、Mmp14、Mmp2、Crispld2、Sv2c、Itga5、Lgals3、Vwf在Model组中表达量增加(P<0.05),经SMYZ各剂量和DNPQ干预后,Apob、Sv2c、Lgals3和Vwf mRNA表达均有不同程度下降(P<0.05),而Lcn2、Timp1、Mmp14、Mmp2、Itga5 mRNA表达具有剂量依赖性,在参麻益智方高剂量组中下降明显(P<0.05),对于Crispld2 mRNA表达无统计学差异(P>0.05)。结论:(1)构建了不同时间点的2-VO大鼠海马转录组表达谱,筛选了不同时间点的差异基因,并发现差异基因主要与细胞外间隙和细胞外基质有关;(2)参麻益智方可以改善2-VO大鼠的学习记忆能力,减少神经胶质细胞的激活,保护海马神经元,从而改善2-VO大鼠的认知功能,其机制可能通过小胶质细胞与血脑屏障相互作用以及调节关键靶点的表达实现的。