LOX-1及细胞外HSP60在小胶质细胞介导的神经炎症及神经损伤中作用的研究

【摘要】第一部分LOX-1在小胶质细胞活化、神经炎症及神经损伤中作用的研究机体的免疫应答是一把“双刃剑”,小胶质细胞过度活化介导的神经炎症参与众多中枢神经系统(CNS)病理进程。除外源性病原相关分子模式(PAMP)外,损伤组织细胞自身释放的损伤相关分子模式(DAMP)也具有免疫调节作用。本研究采用反复冻融法构建神经元损伤细胞模型,收集损伤神经元条件培养基作为可溶性DAMP分子混合物；以此条件培养基处理大鼠小胶质细胞,评估可溶性DAMP分子的炎症刺激作用；利用体外神经元-小胶质细胞共培养体系,分析可溶性DAMP分子的神经毒性。我们发现：在初始损伤因素已去除情况下,损伤神经元释放的可溶性DAMP自身即可有效活化小胶质细胞,刺激小胶质细胞释放促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)、一氧化氮(NO)、活性氧簇(ROS),造成继发性神经损伤,形成“神经炎症-神经损伤”恶性循环。凝集素样氧化低密度脂蛋白受体-1(LOX-1)属C-型凝集素样受体家族及清道夫受体家族,可介导血管内皮炎症,参与动脉粥样硬化等病理进程,在CNS内功能不明。本研究以LPS刺激大鼠小胶质细胞,采用RT-PCR及Westernblot法证实,小胶质细胞可表达LOX-1蛋白,其表达水平受LPS刺激而上调。为探讨LOX-1在DAMP介导的神经炎症及神经损伤进程中的作用,我们以RNA干扰技术下调小胶质细胞内LOX-1表达,重复上述小胶质细胞活化及神经毒性实验。我们发现：下调小胶质细胞内LOX-1表达,可减弱由DAMP引发的小胶质细胞活化,减少由DAMP引发的小胶质细胞促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)、NO及ROS等炎性介质的释放,减轻由DAMP引发、小胶质细胞介导的继发性神经损伤。综上所述,本研究明确了LOX-1为小胶质细胞表面重要的模式识别受体；在神经损伤进程中,LOX-1通过识别损伤神经元释放的可溶性DAMP,促进小胶质细胞活化,加重神经损伤,参与“神经炎症-神经损伤”恶性循环。第二部分细胞外HSP60通过小胶质细胞表面受体LOX-1参与“神经炎症-神经损伤”恶性循环小胶质细胞介导的“神经炎症-神经损伤”恶性循环参与众多中枢神经系统(CNS)神经退行性疾病病理进程；然而迄今为止,推动该循环的分子机制尚未完全阐明。热休克蛋白60(HSP60)是一类高度保守且广泛表达的分子伴侣蛋白,主要参与调控蛋白质的折叠、转运、定位及降解。除细胞内的分子伴侣功能外,HSP60在某些应激情况下可被释放到细胞外,发挥免疫调节作用。细胞外HSP60在CNS内的功能尚不明了。本研究采用反复冻融法模拟神经元损伤,以Westernblot法证实损伤神经细胞可向外界释放可溶性HSP60。为分析细胞外HSP60在CNS内的免疫调节作用,我们采用文献报道的真核过表达系统制备细胞外HSP60,并以此刺激小胶质细胞,进行小胶质细胞活化及神经毒性实验。结果发现：细胞外HSP60在CNS内发挥损伤相关分子模式(DAMP)样作用,可刺激小胶质细胞活化,促进小胶质细胞促炎细胞因子IL-1β的基因转录、一氧化氮(NO)的释放、活性氧簇(ROS)的生成,造成继发性神经损伤。课题组前期研究发现,凝集素样氧化低密度脂蛋白受体-1(LOX-1)为HSP60受体,可直接识别结合HSP60并促进树突状细胞对于HSP60偶联抗原的交叉提呈。第一部分结果显示,LOX-1为小胶质细胞表面重要的模式识别受体,参与DAMP触发的“神经炎症-神经损伤”恶性循环。为探讨细胞外HSP60与LOX-1的相互作用在神经炎症及神经损伤进程中的意义,我们以RNA干扰技术下调小胶质细胞内LOX-1表达,重复上述小胶质细胞活化及神经毒性实验。结果发现：下调小胶质细胞内LOX-1表达,可减弱由细胞外HSP60引发的小胶质细胞炎性介质(IL-1β、NO及ROS等)合成释放,减轻细胞外HSP60引发的小胶质细胞介导的继发性神经损伤。综上所述,损伤神经细胞可释放可溶性HSP60；细胞外HSP60在CNS内发挥DMAP样作用；细胞外HSP60通过刺激小胶质细胞表面模式识别受体LOX-1,活化小胶质细胞,介导神经炎症,加重神经损伤,推动“神经炎症-神经损伤”恶性循环。
【作者】张冬梅；
【导师】顾建新；
【作者基本信息】复旦大学，生物化学与分子生物学，2012，博士
【关键词】LOX-1；DAMP；小胶质细胞；神经炎症；神经损伤；HSP60；

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