M1和M2型小胶质细胞在缺血性脑中风中的功能研究

Ischemic stroke is the leading cause of sudden death in cerebrovascular diseases. However, there is no effective treatment for ischemic lesion so far. As the first immunologic barrier, a large number of microglia become activated and polarized to M1 and M2 phenotypes after stroke, which have important implications on the ischemia progression. Nevertheless, the comprehensive kinetic characterizations and specific roles of M1 and M2 microglia in ischemic brain injury are poorly understood. In this study, we will investigate the dynamics and functions of M1 and M2 activated microglia after stroke by combining transgenic mice with immunohistochemical and molecular biological techniques. And two-photon imaging will be used to trace microglia in vivo. Results of this study will contribute to selective modulation of microglial activation and polarization within appropriate time windows and offer new insights for early treatment of ischemic stroke.

缺血性脑中风是脑血管病猝死事件中的主要致死原因，但迄今为止对该疾病所造成的组织损伤仍缺少行之有效的治疗方法。作为脑内第一道免疫屏障，大量小胶质细胞在脑缺血后迅速激活并极化形成两种表型不同的激活态亚型，即M1和M2型小胶质细胞，这两种活化的小胶质细胞可能对脑缺血病程的发展有重要影响。然而，M1和M2型小胶质细胞在脑缺血病理发展过程中所行使的具体功能尚不明确。本项目拟利用多种转基因工具鼠，结合免疫组织化学染色、双光子活体成像和分子生物学技术等多种方法研究缺血性脑中风早期M1和M2型激活态小胶质细胞的动力学反应及二者在脑缺血疾病中的具体作用，为进一步调控小胶质细胞激活和极化反应并寻找干预契机提供理论依据，为缺血性脑中风的早期治疗提供新的思路。

脑中风是一种严重危害人类健康的脑血液循环障碍疾病，我国的脑中风发病率居世界首位，死亡率也远高于其他国家。80%的脑中风是缺血性脑中风，发病后会引起病灶区神经组织的严重损伤。作为脑内主要的免疫细胞，小胶质细胞在脑缺血损伤后会快速作出响应，激活并发生聚集。激活的小胶质细胞会极化形成M1和M2两种亚型，它们在脑缺血后的具体反应和功能尚不明确。本项目通过选择性杀死全脑小胶质细胞或单一表型活化小胶质细胞，结合免疫组化技术、细胞培养、分子生物学技术、行为测试等方法研究了缺血性脑中风后M1和M2型活化小胶质细胞的动态反应及功能。研究发现，脑缺血损伤后小胶质细胞迅速激活并极化，极化的M1和M2型活化小胶质细胞都有一定的增殖能力和运动能力，其中M1型细胞的增殖能力明显高于M2型细胞。随着损伤的病理进程，M1和M2型细胞的密度呈现先增加后减少的趋势。选择性杀死全脑或单一类型活化小胶质细胞影响了神经元损伤和免疫微环境等方面。研究结果表明，脑缺血后M1型活化小胶质细胞表现出明显的神经毒性作用，加剧了缺血损伤，而M2型细胞则表现出神经保护作用，促进损伤组织的恢复。此外，脑缺血损伤早期活化细胞主要向M1型细胞极化，M2型细胞高峰期的出现比M1型细胞晚。因此早期小胶质细胞激活的整体效果是加剧了损伤区的组织损伤。本项目的研究结果为脑缺血后小胶质细胞的极化及相应功能提供了实验依据，为脑缺血的临床治疗提供了参考靶点。