小胶质细胞参与的甲基苯丙胺对大鼠敏感脑区的炎性病理损伤机制

在本课题组前期利用蛋白质组学横向阐明甲基苯丙胺中枢毒性损伤的基础上，本研究以小角质细胞介导的炎性损伤为主线，开展纵向信号通路的探讨。甲基苯丙胺对大脑敏感脑区介导的氧化应激及其继发的慢性炎症反应导致的损伤，是公认的脑实质损伤的元凶，小胶质细胞在此慢性炎症损伤中发挥了及其重要的作用。本研究将从体内和体外两个体系入手，研究：（1）甲基苯丙胺对脑内敏感脑区（黑质和纹状体）的损伤程度；（2）甲基苯丙胺神经毒性中小胶质细胞激活的诱发因素，及激活后参与炎症反应的启动事件；（3）通过研究NADPH氧化酶、p38 MAPK、NF-κB等相关蛋白的表达及活性变化，初步明确小胶质细胞炎性反应的信号通路；（4）利用上述各主要功能蛋白的抑制剂，进一步明确其相互关系，为阐明这一炎症反应损伤发生确切机制及寻找控制甲基苯丙胺神经毒性损伤进程的方法或药物开发提供实验基础。

毒品滥用是当今各国都面临的社会问题，因此其对中枢神经系统损伤的研究一直倍受关注。炎症是机体一种防御性的反应，但如不能有效地加以控制，则导致组织损伤。METH作用后，受损的敏感脑区内出现了MG的激活，表明MG参与了损伤的过程。MG作为中枢神经系统内固有的唯一免疫细胞类型，与上述神经炎性损伤过程密不可分。研究纹状体内MG激活的时程变化、形态学变化、表型变化，及其激活时程内的病理损伤事件；模拟METH毒性作用初期微环境的变化（氧化应激），在体外条件下研究MG内相关的炎症反应细胞信号调节通路蛋白表达的变化等。通过上述研究，来初步明确MG激活及诱发的炎症反应在METH神经毒性损伤中的作用。胰岛素样生长因子结合蛋白5（IGFBP5）在细胞凋亡中具有重要作用。体内外条件下，IGFBP5 mRNA及其蛋白的水平，以及沉默IGFBP5的表达条件下细胞凋亡的变化情况，同时检测了凋亡相关因子caspase3 和PARP的变化情况。除此之外，我们还研究了caspase-11在METH导致的神经元凋亡中的作用。体外和体内条件下分别利用PC12和SH-SY5Y两个细胞株经METH作用后，检测了caspase-11蛋白表达的变化，以及抑制caspase-11表达前后细胞凋亡的情况。在以上实验中再次检测了caspase-3和PARP信号通路的变化，并证实了其均参与了敏感脑区内神经元凋亡的调控作用。以上实验结果表明，METH作用下导致了纹状体内的DA大量释放并降解，同时产生ROS，并诱发了MG激活；而MG激活后，又进一步导致了纹状体内ROS含量的持续升高，表明MG通过释放ROS的方式参与了毒性损伤过程；纹状体内CD200表达量的降低参与了调控MG的激活。毒性剂量METH的连续刺激导致了纹状体内TNF-α和IL-1β含量升高，表明MG激活后通过释放细胞因子的这一途径参与了纹状体内神经组织的损伤。CD200分子可通过抑制p38 MAPK的磷酸化，进而下调NF-κB的活化，起到抑制MG激活及炎性反应的作用；结合体内实验结果，METH导致纹状体内CD200表达量的下调，则进一步强化了MG介导的炎性反应损伤。另外，研究结果提示METH处理后，体内和体外条件下，IGFBP5和caspase-11在导致敏感脑区内神经元凋亡中发挥了重要作用，提示其均有可能成为治疗METH神经毒性损伤的基因靶点。