白介素-10在康复训练促进大鼠脑缺血后神经重塑和功能重建中的作用和分子机制

神经系统的重塑和功能重建由神经突起生长并建立新的突触联系所完成，是急性缺血性脑损伤后功能恢复的基础，而康复训练能够促进这一过程。我们前期的工作观察到康复训练能够提高大鼠脑缺血后脑内白介素-10（IL-10）的表达水平。IL-10能通过抑制脑缺血后炎症反应而减轻脑损伤，更重要的是其能够活化JAK/STAT和PI3K/Akt信号通路，而这两条信号通路参与了调节神经突起的生长。但是IL-10信号通路是否参与了脑缺血后神经重塑尚未见报道。本项目拟在前期工作基础上，从细胞水平上观察IL-10信号通路对缺氧性损伤神经元突起生长和建立突触联系的影响；进而通过建立脑缺血损伤大鼠模型，探讨IL-10信号通路在康复训练促进大鼠脑缺血性损伤后神经重塑和功能重建中的作用。本项目从炎症因子IL-10这个新视点为揭示康复训练促进脑缺血后结构和功能重塑提供新的分子机制，为脑缺血后康复训练的临床应用提供新的线索。

康复训练可以通过促进脑缺血后的神经系统的重塑来促进神经功能的恢复。IL-10在脑缺血后炎症调节方面发挥重要作用。我们前期的工作发现脑缺血后进行康复训练可以提高脑内IL-10的表达水平，但是IL-10及其介导的信号通路是否在康复训练促进脑缺血后神经系统重塑过程中起作用尚不清楚。本项目在已有的基础上进一步研究IL-10在脑缺血后康复训练促进神经系统重塑过程中的作用及其机制。本课题在构建大鼠脑缺血动物模型(MCAO)后，采用神经功能评分、康复训练、ELISA、免疫荧光、免疫组织化学染色、Western Blot等方法发现：康复训练增加IL-10、GAP-43、NF-200的表达，抑制小胶质细胞活化特异性蛋白Iba-1的表达；而应用RNAi技术干预脑内IL-10水平后再给予康复运动训练，与康复组对比GAP-43、NF-200表达降低，而Iba-1表达升高，这说明脑缺血后康复运动训练可通过增加脑组织内IL-10表达而发挥神经重塑及炎症抑制作用。此外，我们还发现与MCAO组对比，慢病毒过表达IL-10可促进脑内Nestin、DCX蛋白表达，表明IL-10具有诱导大鼠脑缺血后内源性神经干细胞增殖的作用。而在体外培养神经元OGD处理并加入IL-10后，我们采用流式细胞法、western blot、免疫荧光等研究发现:IL-10可以显著抑制OGD后的神经元凋亡，抑制Caspase-3激活水平；同时促进pPI3K、pAKT、GAP-43及神经突起的生长。在应用PI3K特异性抑制剂LY294002后，伴随着pAKT表达降低的同时，GAP-43的表达降低、神经突起生长受抑制，而Caspase-3激活及细胞凋亡增加。表明IL-10通过介导PI3K/AKT信号通路的激活抑制OGD后神经元凋亡，促进神经突起生长。本研究成果在SCI期刊上发表论文4篇，同时研究成果获福建省科技进步二等奖一项。本研究不仅论证IL-10及其介导的信号通路促进了脑缺血后结构和功能重塑，而康复运动促进这一过程这一假说，同时还补充进行了IL-10在抑制脑缺血后凋亡与炎症、诱导大鼠脑缺血后内源性神经干细胞增殖的新机制研究。这些研究结果为康复训练及IL-10在脑缺血的临床应用提供新的理论依据。