ZnT1对脊髓损伤后BDNF/TrkB信号通路调控的机制研究

脑源性神经营养因子(BDNF)可显著促进脊髓损伤(SCI )神经再生修复，但表达量有限，且SCI后BDNF/TrkB信号调控机制至今不明。前期工作发现SCI后锌转运体1(ZnT1)表达明显增加，且与BDNF表达正相关，提示ZnT1可能是SCI后调控内源性BDNF的主要物质。本课题拟制备ZnT1转基因小鼠的SCI模型，证实ZnT1高表达对小鼠行为学和脊髓神经元损伤的保护作用；检测SCI的ZnT1转基因小鼠脊髓BDNF/TrkB信号转导通路和ZnT1的分布、表达的变化；分析SCI后ZnT1转基因小鼠脊髓锌离子代谢的变化与神经元存活的关系。在细胞水平利用RNA干扰和转染技术使ZnT1在培养的脊髓神经元内低表达或过表达，检测细胞BDNF/TrkB信号传导通路蛋白表达变化情况。为阐明SCI后以ZnT1为靶点的内源性BDNF/TrkB通路蛋白激活机制及临床治疗提供理论基础。

脊髓损伤患者会发生截瘫，包括运动和感觉功能的丧失。全世界每年有大量脊髓损伤新发病例，而目前，急性脊髓损伤（SCI）患者临床上没有有效治疗方法，是一项亟待解决的临床问题。本研究团队分别研究锌饮食对脊髓损伤功能影响及其作用机制进行了深入研究。锌及其代谢对脊髓损伤的影响及其作用机制研究。本课题利用脊髓缺血再灌注损伤模型，随机分为高锌饮食组，适量锌饮食组，锌缺乏饮食组，研究锌饮食对脊髓损伤动物行为学影响，利用Western blot技术检测锌饮食对锌转运蛋白和脑源性神经营养因子（BDNF）及其受体TrkB表达影响，初步探寻作用机制。利用尼氏染色和免疫组化观察脊髓前角运动神经元形态，金属自显影技术检测锌离子在不同节段脊髓组织分布，原子分光光度技术检测脊髓损伤锌离子含量，RT-PCR检测脊髓损伤后ZnT1和BDNF的mRNA表达水平。检测锌饮食对脊髓损伤髓过氧化物酶（MPO）活性影响。结果：在正常大鼠脊髓背角存在丰富的游离锌离子。在脊髓缺血再灌注模型中锌缺乏饮食降低了脊髓背侧角锌离子含量，高锌饮食组脊髓背侧角锌离子增多，并且ZnT1、BDNF和TrkB的表达明显增高。在高锌饮食（ZH）组大鼠神经功能评分显著提高、MPO活性降低，术后14天AMG检测、RT-PCR和免疫组化显示高锌饮食组对比足量锌饮食和缺锌组，ZnT1和BDNF的表达明显增加。高锌饮食能显著降低大鼠脊髓缺血再灌注损伤。其机制可能与抑制MPO活性，增加神经元，促进脑源性神经营养因子的合成和释放有关。