Notch1信号通路对脑室周围白质软化症少突胶质细胞发育的调控

Periventricular leukomalacia (PVL) resulted from hypoxia ischemia/inflammation is the most common cause leading to cerebral palsy and other nervous system sequelae in preterm infants. In PVL the key cellular target of injury is the immature oligodendrocyte (OL), the dominant pathological changes include developing OL injury, remyelination failure and demyelination. OL loss had been believed to be the cause that hamper remyelination in PVL. However recent research and our preliminary data show that the OL lineage cell density increased in the lesions without OL loss. We speculate that the failure of remyelination is caused by arrested OL precursor cell (OPC) maturation. During normal development Notch1 signaling inhibits OPC maturation and myelination, its activation also inhibits myelin repair in multiple sclerosis; but its role in PVL has never been reported. Based on our preliminary data we hypothesize that Notch1 signaling is activated in PVL which inhibits OL development and results in remyelination failure. In this proposal we will use a neonatal mouse model of PVL and cultured OPC oxygen glucose deprivation model to investigate the regulatory role of Notch1 signaling on OL development, hoping to identify a new therapeutic target in PVL.

缺氧缺血/炎症导致的早产儿脑室周围白质软化症(PVL)是引起脑瘫和其他神经系统后遗症最常见的原因。PVL以未成熟少突胶质细胞(OL)为损伤的关键靶细胞，以发育中的OL损伤、髓鞘化障碍及脱髓鞘为主要病变。传统观点认为OL减少是阻碍PVL髓鞘修复的原因，但新近研究及我们初步实验结果发现PVL损伤部位OL系细胞并未减少反而密度增加，我们推测其髓鞘再生障碍可能是OL前体细胞(OPC)发育受阻所致。在正常发育过程中Notch1信号通路可抑制OPC的发育及髓鞘形成，该通路活化也抑制了多发性硬化症中髓鞘修复；但其在PVL中是否被激活及其作用国内外尚未见报道。基于初步实验数据，我们大胆假设"PVL中Notch1信号通路被激活，阻碍OL发育成熟，导致髓鞘再生障碍"。本研究将建立新生小鼠PVL模型及体外培养OPC的缺氧缺血模型，探索Notch1信号通路对PVL中OL发育的调控作用，寻求促进髓鞘再生修复的新靶点

背景：缺氧缺血/炎症导致的早产儿脑室周围白质软化症(PVL)是引起脑瘫和其他神经系统后遗症最常见的原因。PVL 以未成熟少突胶质细胞(OL)为损伤的关键靶细胞，以发育中的 OL 损伤、髓鞘化障碍及脱髓鞘为主要病变。传统观点认为 OL 减少是阻碍 PVL 髓鞘修复的原因，但新近研究及我们前期结果提示髓鞘再生障碍可能是OL前体细胞(OPC)发育受阻所致。.主要研究内容：我们建立了新生小鼠 PVL模型及对照组模型，应用HE染色及免疫荧光染色技术检测了建模小鼠在损伤后不同时间点脑组织的病理改变和不同发育阶段OL系细胞的变化以及OL细胞的Notch1信号，采用Western blot法和RT-PCR技术分别检测了Notch1及其靶基因Hes1的表达，应用原位杂交技术检测了OPC细胞标记PDGFR-α信号以及Hes5表达；通过腹腔注射γ-分泌酶抑制剂MW167及侧脑室注射 Lentivirus-Notch1-Si 病毒干预，检测对上述指标的影响。建立了体外培养 OPC 的 OGD 模型中，检测相应指标的变化。.重要结果及关键数据：PVL组小鼠在低氧环境中出现行为学改变，缺血侧脑组织NG2标记OPC细胞增多、Olig2标记OL系细胞增生、而髓鞘蛋白MBP表达减少，同时原位杂交检测发现PDGFR-α信号上调，均提示PVL模型中OPC发育受抑制。双重免疫荧光染色检测到PVL小鼠脑组织中OL系细胞Notch1信号上调，应用Western blot法及原位杂交法分别检测了Notch1和Hes5的表达，均较对照组明显增多，差异有统计学意义。另外，通过采用γ-分泌酶抑制剂MW167及Lentivirus-Notch1-Si 病毒干预后，上述指标与未干预PVL小鼠相比差异有统计学意义，说明Notch信号通路活化参与了新生小鼠PVL模型中OPC发育障碍。此外，建立了体外培养OPC的OGD模型，通过免疫荧光检测到不同时点OL系细胞减少，MBP表达降低，Notch1信号增加。.科学意义：该部分研究结果揭示PVL模型中存在OL系细胞增生及髓鞘化障碍。Notch1信号通路活化阻碍了OL发育成熟，是造成PVL髓鞘再生障碍的一个重要原因。