PPAR-γ途径在小胶质细胞表型改变中作用机制的研究

摘要

小胶质细胞的激活参与多种中枢神经系统疾病的发生与发展，包括抑郁症，阿尔兹海默症，孤独症谱系障碍等疾病。小胶质细胞具有M1型（经典型激活）和M2型（替代型激活）两种不同的激活表型，这两种不同激活表型的小胶质细胞在大脑中发挥着截然不同的生物学功效。M1型小胶质细胞主要表达促炎性细胞因子，扩大神经炎症响应，造成组织损伤，发挥神经毒害性作用；而M2型小胶质细胞则能够表达更多的抗炎性细胞因子以及神经营养因子，抑制神经炎症响应，促进组织修复，发挥神经保护性作用。因此，探究小胶质细胞激活表型的转换机制具有十分重要的意义。在本课题中，我们通过检测小胶质细胞在干扰素-γ（IFN-γ）处理后激活表型的变化，探究小胶质细胞在IFN-γ刺激下的自稳态调节过程，并进一步探索在此过程中的潜在分子机制。我们通过分析小胶质细胞形态学、细胞因子表达水平，以及对于神经干/祖细胞（NSPCs）增殖与分化的影响，以确定小胶质细胞处于何种激活表型。实验结果表明，IFN-γ处理一段时间后的小胶质细胞，并不是始终表现为具有神经毒性的M1激活表型，而是在IFN-γ处理48h后，激活表型由M1型向M2型转换，表达的抗炎性细胞因子与神经营养因子逐渐增多。相应的，其发挥的生物学功能也由神经毒害性转变为神经保护性，表现为促进NSPCs的增殖与分化，以及新生神经元的成熟。进一步研究发现，过氧化物酶体增殖剂激活受体-γ（PPAR-γ）参与上述小胶质细胞激活表型转换的过程。在IFN-γ处理48h后，PPAR-γ蛋白表达水平呈现显著上升的趋势。此后，我们用PPAR-γ拮抗剂GW9662以及激动剂Pioglitazone，分别处理IFN-γ诱导激活的小胶质细胞，结果表明GW9662处理阻断了小胶质细胞向M2型转换的过程，Pioglitazone处理则会加速这一进程。接下来，我们在体内进一步验证激活PP AR-γ信号通路对IFN-γ诱导激活的M1型小胶质细胞向M2型转换的影响。小鼠被给予侧脑室注射IFN-γ，海马区以及皮层区表现出促炎性细胞因子表达增加，抗炎性细胞因子以及神经营养因子表达减少的现象，并且造成小鼠一系列的行为学损伤，包括社交能力减弱，悬尾实验中绝望不动时间增长等异常现象，而P io glita zo ne预处理则能够有效的改善IFN-γ所诱导的炎症相关细胞因子表达水平失衡以及行为损伤。上述结果表明，IFN-γ诱导激活的小胶质细胞呈现出时序相关的表型转换，PPAR-γ信号通路在此转换过程中发挥关键作用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 小胶质细胞在CNS疾病中的作用

1.2.2 不同激活表型小胶质细胞的特征

1.2.3 PPAR-γ调控小胶质细胞激活表型

1.3 本课题的研究目的及内容

第二章 IFN-γ激活的小胶质细胞呈现出时序相关的表型转换

2.1 引言

2.2.1 实验动物

2.2.2 实验设备

2.2.3 实验试剂来源

2.2.4 原代小胶质细胞培养与刺激

2.2.5 免疫荧光染色

2.2.6 实时定量PCR

2.2.7 酶联免疫吸附测试（ELISA）

2.2.8 NSPCs培养

2.2.9 小胶质细胞与NSPCs共培养

2.2.10 条件培养基培养NSPCs

2.2.11 数据处理与统计

2.3.1 IFN-γ处理小胶质细胞的形态学变化

2.3.2 IFN-γ处理小胶质细胞增殖能力的变化

2.3.3 IFN-γ处理的小胶质细胞表达细胞因子的mRNA水平变化

2.3.4 IFN-γ处理的小胶质细胞表达细胞因子的蛋白水平变化

2.3.5IFN-γ处理12 h、48 h的小胶质细胞对NSPCs增殖与分化的影响

2.3.6IFN-γ处理12 h、48 h的小胶质细胞对神经元成熟的影响

2.4 讨论

2.5 本章小结

第三章 PPAR-γ途径参与IFN-γ激活小胶质细胞的表型转换

3.1 引言

3.2.1 实验动物

3.2.2 实验设备

3.2.3 实验试剂来源及配制

3.2.4 原代小胶质细胞给药刺激

3.2.5 蛋白免疫印迹（Western Blot）

3.2.6 酶联免疫吸附测试（ELISA）

3.2.7 实时定量PCR

3.2.8 腹腔注射

3.2.9 侧脑室注射

3.2.10 免疫荧光染色

3.2.11 行为学检测

3.2.12 数据处理与统计

3.3.1 IFN-γ处理小胶质细胞中PPAR-γ表达水平的变化

3.3.2 GW9662对IFN-γ处理的小胶质细胞表达细胞因子的影响

3.3.3 IFN-γ与GW9662共处理的小胶质细胞对NSPCs增殖与分化的影响

3.3.4 Pioglitazone对IFN-γ处理的小胶质细胞表达细胞因子的影响

3.3.5 IFN-γ与Pioglitazone共处理的小胶质细胞对NSPCs增殖与分化的影响

3.3.6 Pioglitazone调节IFN-γ诱导的神经炎症

3.3.7 Pioglitazone改善IFN-γ诱导的小鼠异常行为

3.4 讨论

3.5 本章小结

第四章 结论与展望

4.1 全文总结

4.2 后续展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果