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.2019年1月9日;16(1):6.
doi:10.1186/s12974-018-1379-y。

大鼠脑卒中后早期使用米诺环素治疗可促进功能恢复,并能改变近梗死区小胶质细胞和星形胶质细胞的反应

附属公司

大鼠脑卒中后早期使用米诺环素治疗可促进功能恢复,并能改变近梗死区小胶质细胞和星形胶质细胞的反应

伟平紫杉等。 J神经炎症. .

摘要

背景:梗死周围组织中神经元连接的改变是脑卒中后神经功能自发恢复和动物模型实验治疗诱导的恢复改善的重要因素。小胶质细胞和星形胶质细胞是近端组织中环境的主要决定因素,因此强烈影响神经元可塑性的潜力。然而,这些细胞的具体作用及其功能关键变化的时间尚不清楚。米诺环素可以防止缺血性损伤并促进恢复。这些作用通常归因于,至少部分归因于该药物抑制小胶质细胞激活的能力。本研究测试了二甲胺四环素治疗中风后早期改变小胶质细胞和星形胶质细胞反应性并改善恢复的能力。

方法:中风是由Sprague-Dawley大鼠前肢感觉运动皮层的光血栓引起的。脑卒中诱导后,给予米诺环素2天,并在28天内评估其对前肢功能的影响。用免疫组织化学和Western blots评价近红外Iba1阳性细胞和星形胶质细胞的反应。

结果:初步特征表明,在24小时时,梗死周围组织中Iba1阳性小胶质细胞和巨噬细胞的数量减少,然后在接下来的几天内显著增加。激活的形态学变化特征在3小时时很明显,在24小时时增加。米诺环素治疗提高了前肢放置试验测定的运动功能恢复率,但没有改变梗死体积。第3天,梗死周围小胶质细胞反应性的核心特征仅受到轻微影响,包括Iba1阳性细胞的形态学变化和密度增加。治疗使表达CD68(吞噬作用的标志)的小细胞亚群减少了57%。第7天,米诺环素治疗后胶质纤维酸性蛋白和波形蛋白的表达显著增加,表明反应性星形胶质细胞增生增强。

结论:卒中后早期使用米诺环素治疗可改善恢复,但对小胶质细胞活化的关键特征影响不大。CD68阳性细胞的减少和星形胶质细胞增生症的激活增加都会影响神经元的可塑性,并有助于改善恢复。

关键词:星形胶质细胞;局灶性缺血;功能恢复;小胶质细胞;米诺环素;准违约;光血栓形成;(打、击等的)一下。

PubMed免责声明

利益冲突声明

道德批准和参与同意

所有涉及大鼠的研究都是根据澳大利亚国家卫生和医学研究委员会发布的“2013年澳大利亚科学目的动物护理和使用规范”进行的。调查得到了南澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学动物福利委员会的批准(项目编号754/10)。

出版同意书

不适用。

竞争性利益

作者声明,他们没有相互竞争的利益。

出版商备注

施普林格自然公司在公布的地图和机构隶属关系中的管辖权主张保持中立。

数字

图1
图1
总结了研究的三个主要阶段的实验设计。光凝性卒中后第一周近梗死组织中Iba1阳性细胞的反应特征。显示的大鼠数量均通过前肢放置试验进行评估。每个时间点用4-6只大鼠的灌注固定组织评估梗死体积,每个时间点4只大鼠灌注固定组织用于免疫组织化学。b条小剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后第一周前肢功能和细胞变化的影响。c(c)高剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后前肢功能(长达28天)和细胞变化的影响
图2
图2
光血栓中风后的组织损伤和功能变化。光血栓中风诱导后24小时大鼠大脑的甲酚-维生素a染色冠状切片显示明确定义的梗死和用于分析免疫标记切片检测Iba1的ROI。刻度单位为毫米。b条中风诱导后3小时的甲酚-维生素E染色冠状切片。c(c)中风诱导后7天内的梗塞量。梗死在24小时内完全发展,7天后显著收缩(n个 = 每个时间点4-6个)。脑卒中诱导后3小时大脑皮层冠状切片免疫标记NeuN(比例尺 = 500微米)。e(电子)中风后前肢放置分数的方框图。异常值显示为圆;蓝色 = 梗死同侧前肢,红色 = 梗死对侧前肢(n个 ≥ 每组5个)
图3
图3
光凝性卒中后Iba1阳性细胞的循环性。该参数在ROI中测量,如图2a所示。中风诱导后3小时梗死周围组织(Ipsi01A)和梗死对侧半球等效组织(Contra01)中Iba1免疫标记细胞的比较。比例尺 = 100微米。b条3小时时的区域差异。插图显示了梗死附近ROI(Ipsi01A)和相应对侧组织(Contra01)中Iba1阳性细胞的处理图像示例。c(c)24小时时的区域差异。插图显示了Ipsi01A处处理图像的示例。在前7天内,近梗死区(Ipsi01A和Ipsi01-B)、距离梗死1 mm的组织(Ipsi01A+1 mm)和相应的对侧组织(Contra01)的变化时间进程。对于面板b条,n个 = 每个数据点4个*第页 < 0.05, **第页 < 0.01, ***第页 < 0.001与相应的对侧区域相比(采用Tukey HSD事后检验的单向方差分析)
图4
图4
光血栓中风后24小时和7天Iba1阳性细胞的其他形态学特征。单元格区域,b条单元周长,以及c(c)细胞体面积。对于面板c(c),n个 = 3(7天)或4(24小时)*第页 < 0.05, **第页 < 0.01, ***第页 < 0.001与对应的对侧区域,对侧01进行比较(采用Tukey HSD事后检验的单向方差分析)。分析的ROI如图2a所示
图5
图5
光凝性卒中后Iba1-免疫标记模式的变化。24小时时面积分数的区域差异。b–d段中的更改b条面积分数,c(c)Iba1阳性颗粒计数,以及3小时至7天期间,梗死周围组织、距离梗死1毫米的组织和相应的对侧组织中Iba1阳性颗粒大小。对于所有面板,n个 = 每个数据点4个*第页 < 0.05, **第页 < 0.01, ***第页 < 0.001与Contra01比较(单向方差分析与Tukey HSD事后检验)。24小时时,梗死周围区域和距离梗死1 mm的组织(ipsi01a+1 mm)的面积分数也存在显著差异(ipsi01a:第页 < 0.05; Ipsi01b:第页 < 0.01)和颗粒数(第页 < 每个近区0.01)。分析的ROI如图2a所示
图6
图6
小剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后梗死体积和前肢功能的影响。梗死体积:双向方差分析显示米诺环素治疗没有显著效果,但对卒中后时间有显著影响(第页 < 0.01;n个 = 每组4-8个)。b条前肢放置测试结果的方框图。异常值用开放的圆圈表示。n个 = 除3小时外,每组6只,这显示了随后各组大鼠的汇总数据。3天时恢复速度更快*第页 < 0.05(米诺环素vs溶媒,Mann-WhitneyU型分别在3小时和3天测试的大鼠曲线下面积的测试分析)。其他时间未检测到显著差异
图7
图7
低剂量米诺环素治疗对光血栓卒中后Iba1阳性细胞反应的影响。圆度和b条光血栓卒中后24小时、3天和7天Iba1阳性细胞的面积分数(n个 = 每组4至8人)。双向方差分析发现,在所有三个时间点,对侧和近区的圆度和面积分数都存在显著差异(第页 < 0.001). 然而,治疗对这些参数没有显著影响
图8
图8
高剂量米诺环素治疗对光致血栓卒中后神经功能恢复的影响。光血栓卒中后28天内功能障碍和恢复的方框图前肢放置试验和b条气缸测试。异常值显示为开放圆(n个 = 每组8个)。接受米诺环素治疗的大鼠前肢放置试验恢复更快(第页 < 0.05; 曼·希特尼U型3小时和28天之间时间点曲线下面积的测试比较。)在气缸试验中,24小时和28天的性能恢复没有显著差异
图9
图9
光致变色性卒中后3天高剂量米诺环素治疗对Iba1阳性细胞的影响。圆度和b条免疫标记面积分数(n个 = 每组6至7人)。双向方差分析显示,两个半球的圆度和面积分数在统计学上存在显著差异(第页 < 0.01)和米诺环素治疗对Iba1面积分数的显著影响(第页 < 0.05),但不在圆度上。对于面积分数,半球和米诺环素治疗之间没有显著的相互作用
图10
图10
高剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后3天CD68免疫标记细胞的影响。车用治疗大鼠梗死边界处CD68(红色)和NeuN(绿色)双免疫标记冠状切片的代表性图像。梗死灶在图像的上部可见。比例尺 = 200微米。b条高剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后3天近梗死组织内CD68阳性细胞的影响(n个 = 每组6至7人)。CD68阳性颗粒计数在梗死区0.3 mm范围内(近梗死区)和梗死区0.3至0.6 mm范围内进行评估+0.3毫米)。双向方差分析显示两种治疗都有非常显著的效果(第页 < 0.01)和组织位置(第页 < 0.001),中风后3天CD68阳性颗粒计数。这两个因素之间也有很强的相互作用(第页 < 0.001)反映了与其他检查区域相比,米诺环素在紧邻梗死区的组织中引起的颗粒密度下降更大
图11
图11
高剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后反应性星形胶质细胞增生标志物的影响。,b条未经治疗的大鼠在光致血栓卒中后的前7天内,梗死周围组织中的波形蛋白含量显著增加波形蛋白阳性细胞的面积分数和b条蛋白质印迹。波形蛋白免疫标记的面积分数在中风后2天显著增加,在中风后3天和7天进一步增加(n个 = 每组每次4个)*第页 < 0.05, **第页 < 0.01 vs.相应的对侧区域(Tukey's HSD的单向方差分析)。c(c)光凝性卒中后3天,GFAP和波形蛋白在近梗死组织中的双重免疫标记。波形蛋白(红色)几乎只在表达GFAP(绿色)的细胞中表达。黄色表示同位化。比例尺 = 100微米。e(电子)高剂量米诺环素治疗对光凝性卒中后7天梗死及梗死周围组织中星形胶质细胞蛋白表达的影响(n个 = 每组6个)。中间丝蛋白、波形蛋白和GFAP。e(电子)神经康。波形蛋白(54 kDa)和GFAP(50 kDa。米诺环素治疗对波形蛋白和GFAP含量都有显著影响(**第页 < 0.01). 相对于该蛋白的蛋白水解片段(约150kDa)的强度,测定全长神经鞘酶(约250kDa)的条带强度。与给药大鼠相比,二甲胺四环素治疗大鼠组织中的神经细胞蛋白比率未发现有统计学意义的影响

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引用人

工具书类

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