提高肺炎链球菌脑膜炎脑损伤内源性神经干细胞修复能力及开关机制

我们先前研究发现，肺炎链球菌脑膜炎抗生素治疗后脑神经元内脑源性神经营养因子（BDNF）表达降低与神经系统后遗症高发生率密切相关，补充BDNF能增加海马（神经干细胞富集区）存活神经元，提示在肺炎链球菌脑膜炎脑损伤时，BDNF可能诱导海马、室管膜下区（SVZ）内源性神经干细胞增殖分化、替代受损神经元，提高自身修复能力。本项目拟用原位免疫荧光双标技术和荧光原位杂交技术及Morris 水迷宫实验，在肺炎链球菌脑膜炎模型，进一步探讨外源性BDNF及其协同bFGF和EGF调节SVZ和海马内源性神经干细胞微环境，诱导其增殖、分化的作用及其与学习记忆的关系及开关机制，为防治肺炎链球菌脑膜炎神经系统后遗症，找到新的靶点和新的有效治疗途径，为研发神经营养因子调控内源性神经干细胞微环境，有效操控内源性神经干细胞增殖、分化和迁移，提高自身修复能力治疗脑损伤提供帮助。

我们先前研究发现，肺炎链球菌脑膜炎抗生素治疗后，脑组织内脑源性神经营养因子（BDNF）表达明显降低与神经系统后遗症高发生率密切相关，外源性BDNF治疗能增加海马、皮层存活神经元，提示BDNF可能诱导海马齿状回、室管膜下区（SVZ）（2个神经干细胞富集区）内源性神经干细胞(NSC)增殖分化、替代受损神经元。本项目首先采用3周龄SD大鼠建立肺炎链球菌脑膜炎动物模型,应用免疫组化和免疫荧光染色，观察齿状回和SVZ内源性NSC增殖分化的变化。随后再建立肺炎链球菌脑膜炎模型，采用外源性BDNF辅佐治疗，应用免疫荧光染色观察BDNF诱导内源性NSC增殖、分化的作用, 应用Morris水迷宫观察动物学习记忆能力。前一部分结果发现：1、感染后24小时，SVZ及齿状回Brdu阳性细胞增加，第5天达到高峰，与对照组相比，差异有显著性（P<0.05），3周后逐渐降至正常。2、感染后24h、5天、14天和21天，SVZ增殖的NSCs约10%可分化成星形胶质细胞，感染后24h和21天，齿状回增殖的NSCs分别有3%和15%分化成星形胶质细胞（P<0.05）。SVZ和齿状回均未观察到增殖的NSCs分化为NeuN标记的成熟神经元。后一部分结果发现，1、脑膜炎抗生素治疗7天后，海马齿状回DCX标记新生神经元面积较正常对照组明显减少（P<0.05），学习记忆和空间记忆较正常对照明显障碍（P<0.05） 2、BDNF辅佐治疗7天后，能促进脑膜炎组和正常对照治疗组齿状回Brdu阳性NSCs的增殖（P<0.05），但脑膜炎治疗组较正常对照治疗组Brdu阳性细胞明显增多（P<0.05）；促使脑膜炎治疗组齿状回DCX标记新生神经元面积增加, 接近正常对照水平（P>0.05）；脑膜炎治疗组齿状回有增殖的NSCs分化为NeuN标记的成熟神经元(P<0.05)。这些研究结果提示，1、肺炎链球菌脑膜炎感染早期可激活内源性NSC的增殖，但不能分化为神经元，并有新生神经细胞受损，内源性修复机制障碍。2、外源性BDNF辅佐治疗7天，能促进肺炎链球菌脑膜炎内源性NSC增殖、分化为神经元，提高内源性NSC修复能力。为研究肺炎链球菌脑膜炎神经系统后遗症产生机制和防治策略，找到新的靶点，为研发神经营养因子对内源性NSC增殖、分化和迁移的作用，提高脑损伤后内源性修复能力提供可靠的实验依据。