Gadd45b促进大鼠脑缺血后侧脑室下区的神经发生

摘要

目的与背景：脑缺血是我国引起高死亡率和高致残率的常见疾病。近年来已有大量研究证明促进神经发生有助于脑梗死后功能恢复，故神经发生是脑梗死后的一个有效治疗靶点。在正常成年哺乳动物中，大脑侧脑室下区（SVZ）和海马齿状回(SGZ)是神经发生的主要区域。有研究显示丰富环境能促进脑梗死后的神经发生,并有助于脑损伤后的功能恢复。最近有研究发现各种神经活动如电刺激、运动锻炼等可以诱导生长抑制与DNA损伤修复基因b(Gadd45b)在小鼠的海马中表达，并提出Gadd45b在成年小鼠海马的神经活动引起的神经发生中必不可少。本研究中，我们检验Gadd45b在脑梗死后侧脑室下区的神经发生中的作用，并进一步探讨脑梗后丰富环境刺激引导的神经发生是否与Gadd45b有关。
　　方法：本研究采用成年健康雄性SD大鼠随机分为缺血对照组（单纯MCAO）、病毒干预组（MCAO+病毒干扰）、空白病毒组（MCAO+空白病毒）、丰富环境组（MCAO+丰富环境刺激）、丰富环境+病毒组（MCAO+丰富环境刺激+病毒干扰）。采用线栓法建立大脑中动脉阻塞模型（MCAO），90min后予以再灌注。建模前7天通过RNA干扰技术抑制大鼠的Gadd45b表达。通过免疫荧光染色Gadd45b+/NeuN+、Gadd45b+/GFAP+、Gadd45b+/DCX+、Gadd45b+/Nestin+检测脑梗死后Gadd45b在梗死周围及侧脑室下区的定位分布；采用免疫荧光染色和Edu染色标记Edu+单标、Edu+/DCX+、Edu+/MAP2+、Edu+/GFAP+检测脑梗死后细胞的增殖及分化的变化；同时采用Western Blot、QPCR检测Gadd45b的表达，用Western Blot、免疫组织化学染色检测BDNF的表达。
　　结果：
　　(1) Gadd45b的定位分布结果：在梗死区周围，Gadd45b在NeuN免疫阳性细胞上有表达,而与GFAP无共表达；在侧脑室下区中，Gadd45b在Nestin免疫阳性的C型细胞中有表达；
　　(2)侧脑室下区细胞增殖变化结果：病毒干预组明显少于缺血对照组，丰富环境组明显多于缺血对照组，丰富环境+病毒组与缺血对照组及空白病毒组无明显差异；
　　(3)梗死周围细胞分化变化结果：病毒干预组明显少于缺血对照组，丰富环境组明显多于缺血对照组，丰富环境+病毒组与缺血对照组及空白病毒组无明显差异；
　　(4)Gadd45b和BDNF的表达变化结果：病毒干预组明显低于缺血对照组，丰富环境组明显高于缺血对照组，丰富环境+病毒组与缺血对照组及空白病毒组无明显差异。
　　结论：通过RNA干扰抑制Gadd45b的表达后，脑梗死后侧脑室下区的细胞增殖和梗死周围的神经元分化明显减少，同时BDNF的表达也明显下调，提示Gadd45b在脑梗死后的侧脑室下区神经发生中不可或缺，且Gadd45b可能通过调控BDNF的表达参与神经发生；脑梗死后给予丰富环境刺激可以上调Gadd45b和BDNF的表达，并促进侧脑室下区的神经发生；给予RNA干扰和丰富环境刺激联合干预的大鼠侧脑室下区神经发生与缺血对照组无明显差异，同时BDNF的表达也无明显差异，提示丰富环境刺激通过上调Gadd45b的表达进而促进侧脑室下区神经发生，Gadd45b可能是丰富环境促进神经发生过程中BDNF通路的上游调控因子。综上所述，本研究提示Gadd45b在脑梗死后的侧脑室下区神经发生中不可或缺，丰富环境可通过调控Gadd45b的表达，并可能进一步调控BDNF的表达来促进脑梗后侧脑室下区的神经发生。