帕金森病中NRSF/REST对星形胶质细胞炎性激活的影响及其机制的研究

Parkinson's disease (PD) is a common neurodegenerative disease and movement disorder. The pathological charateristic of this disease is the progressive loss of dopamine neurons in the substantia nigra (SN) region accompanied with reactivited glia cells. Neuron-restrictive silencer factor/Repressor element 1 silencing transcription factor (NRSF/REST) is a master transcriptional silencing factor to mediate the expression of various genes related with PD and astrocytes. Previous evidences derived from astrocytic conditional knockout mice have established that the NRSF/REST deficient astrocytes with a higher expressive level of Cox-2 displayed more dramatic reactivated charateristics in the PD mice models, compared to wild mice. All of these evidences suggests that NRSF/REST may play a vital role in limiting the activation of astrocytes in the PD via Cox-2 associated pathways. By using the established conditional knockout mice, more works would be performed to reveal the role of NRSF/REST in the process of activating astrocytes into an inflammatory state. Mechanism researches will focus on the Cox-2 and inflammasomes associated signaling pathways. Thus, this research would help to gain an insight into the mechanism of NRSF/REST involving in limiting the activation of astrocytes and the pathogenesis of PD.

帕金森病（Parkinson's disease, PD）是一种常见神经系统退行性运动障碍疾病，病理主要表现为黑质区域的多巴胺能神经元进行性丢失，并伴随有胶质细胞的炎性激活。神经元限制性沉默因子(NRSF/REST) 是一种转录沉默的主控因子,调控多个PD相关基因和星形胶质细胞内的基因表达。前期研究已发现NRSF/REST敲除的星形胶质细胞的环氧合酶（Cox-2）高表达，并在PD模型中呈现出更为显著的激活状态，提示NRSF/REST具有在PD中抑制星形胶质细胞炎性激活的作用。我们的课题将利用已构建的条件性剔除小鼠，进一步研究NRSF/REST敲除的星形胶质细胞对PD小鼠多巴胺能神经元的影响，结合体外实验从Cox-2相关的氧化应激和炎症小体通路对机制进行探讨。研究结果将有助于揭示PD中NRSF/REST蛋白抑制星形胶质细胞炎性激活的重要作用和影响机制，为PD的发病机制研究提供新的实验依据。

帕金森病（Parkionson's disease, PD）主要病理生理机制在于中脑黑质区域的多巴胺能神经元进行性的丢失；另外，过度激活的胶质细胞也是一个重要病理标志。神经元限制性沉默因子(Neuron-restrictive silencer factor/repressor element 1 (RE1)-silencing transcription factor, NRSF/REST)通过对多个基因和信号通路的调控影响星形胶质细胞的增殖分化和功能维持。本课题采用GFAP-Cre×NRSFflox/flox基因敲除策略特异性敲除星形胶质细胞中的NRSF基因，通过体外和动物实验观察NRSF对星形胶质细胞激活的影响，以及在PD的病理生理过程中所发挥的作用。. 本课题的研究发现包括两部分：（1） 动物实验：①利用MPTP建立亚急性PD模型（30 mg/kg MPTP，连续腹腔注射5天），条件性NRSF基因敲除（conditional knockout, cKO）小鼠的黑质-纹状体通路中星型胶质细胞呈现出更为明显的激活状态，表现为数量的增多和形态的改变，以及特异性反应蛋白GFAP和S100β表达水平的升高；②cKO小鼠的多巴胺能神经元损伤加重，主要表现为纹状体组织中多巴胺递质及其代谢产物减少明显，特异性酪氨酸羟化酶（TH）蛋白的表达下降更显著；（2）体外实验：①MPP+毒素刺激后，在原代培养的星形胶质细胞NRSF的表达水平升高；②MPP+毒素刺激后，受NRSF调控的Cox-2蛋白在cKO小鼠来源的星形胶质细胞中表达升高更为显著；③cKO小鼠来源的星形胶质细胞增殖和迁移能力减弱；④脂多糖LPS刺激BV-2细胞的条件培养液作用下，在cKO小鼠来源的星形胶质细胞中IL-1β、IL-6、iNOS等炎性因子的表达水平升高更为明显；⑤cKO小鼠来源的星形胶质细胞上清液可以促进BV-2细胞中IL-1β、Cox-2表达水平更为显著的升高。. 总之，在MPTP诱导的PD小鼠模型中以及体外炎性条件培养液刺激状态下，NRSF表达缺失的星形胶质细胞表现出更为显著的炎性激活状态，协同小胶质细胞加重了PD小鼠模型中的多巴胺能神经元的损伤,结果提示NRSF可能在帕金森病的发生发展中扮演了重要角色，为未来在临床开展帕金森病的NRSF基因多态性分析或干预靶点研究提供了理论依据。