膿毒癥新生大鼠海馬神經干細胞分化異常導致后期認知功能障礙的實驗研究.pdf

1、圍生期的感染暴露會引起新生兒后期的神經疾病或神經精神疾病，但其機制不明，越來越多的證據(jù)表明后期的神經功能障礙可能與早期感染刺激導致的異常的海馬神經發(fā)生密切相關。本研究旨在探索小膠質細胞起源的白介素1β（interleukin-1β，IL-1β）對膿毒癥新生幼鼠海馬和側腦室神經干細胞增殖分化成熟的影響。出生后1天的Sprague-Dawley大鼠分為LPS組和對照組。LPS組幼鼠進行腹腔注射脂多糖（lipopolysaccaride，LP

2、S）（1 mg/kg），對照組幼鼠進行腹腔注射等體積的0.01 mol/L的磷酸鹽緩沖液（phosphate buffer solution, PBS）。在注射LPS/PBS后的第28天（28d）用Morris水迷宮試驗檢測兩組大鼠的學習記憶能力。用免疫熒光（immunofluorescence, IF）和蛋白印跡（Western blot, WB)檢測兩組大鼠不同時間點海馬炎癥因子IL-1β的定位表達，同時觀察不同時間點海馬齒狀回（d

3、entate gyrus, DG）神經干細胞增殖、分化，成熟神經元數(shù)量及突觸相關蛋白的表達。在Morris水迷宮試驗中，LPS組的逃逸潛伏期在隱蔽站臺試驗中的第3天（P=0.035），第4天（P=0.017）和第5天（P=0.012）比對照組明顯延長，在空間探索試驗中穿越原平臺次數(shù)（2.30±1.95比3.90±1.77，P=0.002）比對照組明顯減少。LPS組海馬CA1區(qū)表達IL-1β的小膠質細胞數(shù)量在腹腔注射LPS后的24小時（2

4、4h）和3天（3d）明顯比對照組增多，同時WB檢測到LPS組海馬IL-1β表達水平在24h（0.60±0.05比0.53±0.02，P=0.026）明顯上調，在3d（0.80±0.22比0.38±0.07，P=0.027）時達到高峰，在7d（0.59±0.09比0.49±0.18，P=0.358）后與對照組無明顯差異，同時可以觀察到皮層和海馬的CA1區(qū)成熟神經元的凋亡比對照組明顯增多。在海馬的齒狀回觀察到LPS組Sox2/Ki-67標記

5、的增殖的神經干細胞的數(shù)量在24h（22.92±9.31比38.17±12.29， P=0.000）和3d（21.25±11.73比43.46±7.93，P=0.000）時比對照組明顯下降，在7d（52.34±12.58比18.56±9.32，P=0.000）和14d（14.00±2.66比3.71±1.25，P=0.001）比對照組明顯上升，在28d（3.55±0.62比3.10±0.58，P=0.279）時與對照組無明顯差別。同樣地在

6、側腦室也觀察到LPS組Sox2/Ki-67標記的增殖的神經干細胞的數(shù)量在24h和3d時比對照組明顯降低，在7d時比對照組明顯增多。此外，用WB可檢測到LPS組海馬Sox2蛋白的表達水平在7d（1.11±0.14比0.90±0.11，P=0.037），14d（1.01±0.10比0.82±0.10，P=0.015）均比對照組明顯增高，在28d時（0.42±0.08比0.35±0.05，P=0.243）與對照組相比無統(tǒng)計學差異。為檢測神經干

7、細胞的分化情況，用IF檢測Dcx標識的不成熟神經元的數(shù)量，可以觀察到LPS組海馬齒狀回顆粒下層Dcx標識的細胞數(shù)量在7d和14d明顯比對照組增多，而在28d時比對照組明顯減少。進一步用WB檢測海馬Dcx蛋白的表達水平得到了同樣的結果。為檢測神經元的成熟情況，WB檢測到LPS組NeuN的表達在7d（0.14±0.03比0.19±0.0.06，P=0.018）和14d明顯下降（0.48±0.11比0.54±0.05，P=0.027），在28

8、d（0.90±0.22比0.92±0.11，P=0.804）時與對照組的差別無統(tǒng)計學意義，IF也檢測到同樣的結果。為檢測神經元的突觸形成情況，用IF和WB檢測突觸前膜蛋白（突觸素，synaptophysin）和突觸后膜蛋白（突觸后致密蛋白95，postsynaptic density protein95，PSD-95）的表達情況，WB結果發(fā)現(xiàn)LPS組的synaptophysin表達在7d（0.24±0.03比0.48±0.05，P=0.

9、004），14d（0.67±0.16比0.72±0.19，P=0.02）時均比對照組下調，在28d（0.81±0.13比0.82±0.12，P=0.895）時恢復對照組水平，而兩組PSD-95表達在各個時間點都相對恒定且無統(tǒng)計學差異。以上結果表明早期LPS暴露會激活海馬小膠質細胞釋放IL-1β，其可能會引起廣泛神經元丟失及海馬神經干細胞分化成熟障礙，從而導致海馬內神經突觸形成失調，這可能是膿毒癥新生幼鼠后期學習記憶等認知功能缺陷的機制之