脑梗死后Meteorin在体内表达的动态变化及慢病毒介导的Meteorin基因表达在脑梗死中的治疗作用

Meteorin, a newly discovered neurotrophic factor,is highly expressed by neural stem cells and progenitor cells in mammalian brains. Meteorin has been proved to be able to promote neurogenesis and prevent apoptosis. .This study is aimed to detect the dynamic changes of Meteorin expression in the brain and peripheral blood at different time points after stroke in rats and patients,separately.We also analyzed the correlation between Meteorin concentration and the stroke size. Furthermore, we evaluated the relationship between Meteorin concentration and the number of circulating neural stem cells (CXCR4+Lin-CD45-) and endothelial progenitor cells (CD133+CD34+) by flow cytometry. Immunohistochemistry was used to verify whether Meteorin is expressed by circulation stem cells.Lentivirus carrying Meteorin gene was injected into the ischemic brains of rats to detect whether continuous delivery of Meteorin could promote neurogenesis and functional recovery.. Our finds confirmed the dynamic upregulation of Meteorin after stroke. Meteorin level is positively correlated with stroke size and the number of circulating peripheral stem cells, which can correspondingly express Meteorin. Lentivirus-mediated delivery of Meteorin promoted neurogenesis and functional recovery in rats after stroke.

Meteroin是一个最新发现的神经营养因子。其在哺乳动物脑内大量存在，主要由神经干细胞及祖细胞表达，具有促进神经再生、抗凋亡作用。本研究分别采用大鼠脑梗死模型和中风病人作为研究对象，检测脑组织（仅在大鼠）及外周血Meteorin含量在中风后不同时间点的动态变化；并探寻其含量高低与脑梗死体积大小的关系。通过流式细胞术检测中风后外周血CXCR4+Lin-CD45- 神经干细胞数量，CD133+CD34+内皮祖细胞数量，分析Meteorin含量与干细胞数量间关系；通过免疫染色验证Meteorin是否由这些细胞表达。观察慢病毒介导的Meteorin蛋白脑内持续表达是否促进中风后神经再生和功能恢复。.研究表明，Meteorin在缺血中风后表达上调,其含量高低与脑梗死大小和外周血干细胞数量正相关。外周血干细胞表达Meteorin。慢病毒介导的Meteorin持续表达促进了脑梗死后神经再生和功能恢复。

Meteorin是一个新发现的神经营养因子，在哺乳动物脑内大量存在，它具有促进轴突延伸、神经发生，抗凋亡等神经保护作用。脑梗死是我国居民的首位死亡原因，目前治疗手段仍很缺乏。既往研究显示神经营养因子在脑梗死的治疗中具有巨大的潜力，尤其是慢病毒介导的基因治疗，使得神经营养因子可以长期稳定的表达于目标脑组织区域。我们的前期研究表明，大鼠脑梗死后一个月纹状体内Meteorin表达上调；脑内注射Meteorin蛋白促进了新生未成熟神经元的迁移，但由于有限的神经迁移和再生，梗死后神经功能缺损未能得到改善。本课题旨在大鼠脑梗死模型及体外细胞培养条件下，研究Meteorin的表达变化，以及其表达水平对脑梗死预后的影响。我们的研究结果显示：与脑缺血后慢性期Meteorin表达增高不同，在脑缺血后急性期，Meteorin表达呈下降趋势。大鼠大脑中动脉闭塞后12小时Meteorin表达开始下降，至缺血后3天达到下降的最大值，此后又逐渐回升。免疫组织化学结果显示，Meteorin主要表达在NeuN+的神经元和GFAP+的星形胶质细胞上，而与Iba+阳性的小胶质细胞并无重叠表达。在大鼠脑组织内转染携带有Meteorin 基因的慢病毒，7天后神经细胞已经被感染，并可持续表达Meteorin蛋白。这种基因治疗可显著促进大鼠脑梗死后的神经功能恢复。我们同时在体外原代培养神经元和星形胶质细胞，免疫细胞化学显示，与在体实验结果一致，Meteorin也表达在这两种细胞上，并且在体外氧糖剥夺后，Meteorin表达呈下降趋势。外源性补充Meteorin蛋白，未能影响氧糖剥夺对神经元的损伤，却可以改善氧糖剥夺后星形胶质细胞的存活率。受国家自然科学基金本项目资助，我们的研究团队共发表SCI论文4篇，中文论文2篇，培养硕士研究生2名。