彭川 胡明亮 李圣杰
【摘 ?要】目的:分析miR-223-5p、BMP4與大鼠脊髓損傷的相關(guān)性;方法:選取40只標準大鼠,隨機分為觀察組和對照組,每組各20只。觀察組大鼠采用Allens法制備,對照組僅暴露脊髓。分別觀察兩組大鼠在術(shù)后2h、6h和12h的脊髓損傷情況。其中,miR-223-5p進行基因擴列,觀察其轉(zhuǎn)錄有的TNFR1 和 DR6靶向蛋白,分析兩組大鼠的miR-223-5p、BMP4陽性表達率;結(jié)果:觀察組隨著損傷時間的延長,受損脊髓段神經(jīng)元的水腫、纖維消失程度加劇,且出現(xiàn)出血性的囊腔,且上述指標的嚴重程度明顯高于對照組。同時,兩組大鼠受損脊髓段的TNFR1 、DR和BMP4陽性率顯著上述,觀察組的上述率高于對照組,存在顯著差異(p<0.05)。結(jié)論:minR-223-5p的靶向蛋白TNFR1、DR和BMP4與大鼠脊髓損傷程度正相關(guān),可以作為SD大鼠脊髓損傷的提示指標。
【關(guān)鍵詞】脊髓損傷;靶向蛋白;miR-223-5p;BMP4
【中圖分類號】R651 ? ? ?【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】1672-3783(2020)08-0045-02
脊髓損傷是受損段出現(xiàn)神經(jīng)細胞凋亡,不能正確傳輸外界刺激信號。實驗研究顯示:miR-223-5p信號通路是神經(jīng)信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)[1],但其與損傷神經(jīng)間的相關(guān)性尚不明確。又有研究顯示,BMP4(transforming growth factor β,TGF-β)參與脊髓損傷后的炎癥反應(yīng),是受損組織壞死的反應(yīng),但其參與的程度尚不明確?;谏鲜鲈?,本文以miR-223-5p和BMP4為研究對象,分析兩者與大鼠脊髓損傷的相關(guān)性。
1.材料與方法
1.1材料
選擇40只SD雄性大鼠,隨機分為兩組,每組各20只。兩組大鼠的年齡、體重等方面資料無顯著差異,可以進行統(tǒng)計學分析。
1.2脊髓損傷模型制備
兩組大鼠采用不同的制備方式,觀察組先對大鼠進行1%戊巴比妥鈉(40mg/kg)腹腔麻醉,對其T10棘突位置進行切口,分離周圍肌肉。同時,用直蚊式有齒血管鉗對棘突和兩側(cè)椎板進行破壞,充分暴露硬脊膜,并用重物打擊硬膜囊造成脊髓損傷;對照組僅進行脊髓暴露,但不進行重物擊打兩組大鼠制備完成后[2],進行單籠飼養(yǎng),人工排尿。
1.3實驗方法和指標
兩組大鼠分別采用和PCR染色檢驗,對比大鼠的脊髓損傷程度,以及神經(jīng)元水腫和神經(jīng)纖維消失情況。其中,下肢運動功能評分以傾斜板評分和改良的Tarlov評分為主,傾斜板評分分值為1~5分,分值越高代表受損越嚴重;Tarlov評分分值為1~50分,分值越低代表受損越嚴重。
1.4統(tǒng)計學分析
利用Spss17.0統(tǒng)計軟件和Excel軟件進行分析。其中,計量采用x ?±s,計數(shù)的獨立樣本t檢驗。p<0.05代表存在顯著差異。
2.結(jié)果
2.1兩組大鼠的下肢運動評分
觀察組的IP評分和Tarlov評分均遜于對照組,存在顯著性差異(p<0.05),結(jié)果如下表所示:
2.2 miR-223-5p、BMP4與損傷程度
觀察組中大鼠的miR-223-5p的與其轉(zhuǎn)化的靶向蛋白,以及BMP4的陽性率與脊髓損傷之間存在顯著正相關(guān)(r=2.823,p=0.021),存在顯著差異,具有統(tǒng)計學意義。
3.討論
基礎(chǔ)實驗結(jié)果顯示:脊髓受損后,脊髓灰質(zhì)與白質(zhì)區(qū)的神經(jīng)元受損程度不同。白質(zhì)區(qū)域神經(jīng)元損傷主要是由于繼發(fā)損傷所致。又有臨床研究顯示,繼發(fā)性脊髓損傷所致的神經(jīng)細胞損傷經(jīng)歷水腫、壞死和凋亡等過程,BMP4是白質(zhì)區(qū)域神經(jīng)元凋亡的主要蛋白。在白質(zhì)神經(jīng)元損傷過程中,分泌大量神經(jīng)影響因子TNFR1、DR6,所以對影響因子的分析和檢測,可以判斷損傷的位置和原因,更好地為臨床治療提供幫助[3]。
3.1 脊髓損傷釋放大量miR-223-5p、BMP4
對照組大鼠脊髓組織相對比較密集,細胞核比較大,染色比較淺,且內(nèi)核清晰。大鼠脊髓損傷后12h,出現(xiàn)片狀出血,且呈現(xiàn)壞死性囊腔,神經(jīng)元水腫明顯,組織間隙較大,組織間的膠質(zhì)細胞溶解,從影像學證實大鼠脊髓出現(xiàn)損傷。TNFR1、DR6是miR-223-5p轉(zhuǎn)錄后的靶向蛋白,基礎(chǔ)研究結(jié)果顯示,上述蛋白參與神經(jīng)細胞的增殖、凋亡和分化,從基因角度證實大鼠脊髓出現(xiàn)損傷。BMP4屬于轉(zhuǎn)化生長因子-β范疇,是小膠質(zhì)細胞增殖和活化的反應(yīng),出現(xiàn)于組織的炎癥反應(yīng)后。脊髓損傷后出現(xiàn)一定的嚴重,受損組織周圍細胞壞死,凋亡,釋放大量的BMP4。本文研究結(jié)果顯示,觀察組大鼠的BMP4量顯著高于對照組,進一步說明脊髓損傷與BMP4有關(guān)。同時,部分研究結(jié)果顯示,神經(jīng)組織損傷,或者缺血性損傷,會導致受損組織出現(xiàn)磷酸化,增加BMP4的釋放量。兩組大鼠在12h后,miR-223-5p釋放量增加,導致TNFR1、DR6的陽性率提高,而且組織的磷酸化使得BMP的釋放量進一步增強。由此可知,大鼠脊髓發(fā)生繼發(fā)性損傷后,TNFR1、DR6和BMP4的釋放量增加,進而陽性率提高。
3.2 miR-223-5p、BMP4促使損傷加劇
研究結(jié)果顯示,兩組大鼠的3h、6h和12h 后miR-223-5p的靶向蛋白TNFR1、DR6, 以及BMP4均呈現(xiàn)增加趨勢,說明大鼠脊髓損傷后,炎癥反應(yīng)逐漸增強。已有研究表明,在神經(jīng)元損傷后,膠質(zhì)細胞的凋亡加快,致使miR-223-5p轉(zhuǎn)錄表達增強,TNFR1、DR6的陽性率升高。研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn):在大鼠脊髓損傷3h時,觀察組和對照組的miR-223-5p的表達增加量差異較小,而在6h、12h時增加量飆升。同時,伴隨TNFR1、DR6表達的增強,BMP的表達也隨之急劇增加, 初步證實TNFR1、DR6與BMP4參與脊髓神經(jīng)細胞的凋亡,與繼發(fā)性脊髓損傷相關(guān)。另外一個方面,脊髓損傷會增加周圍組織的磷酸化,使得BMP4的活性受到抑制,使得膠質(zhì)細胞的增殖和活化能力減弱,進一步促進組織凋亡,增強損傷后的炎癥反應(yīng)。大鼠的脊髓受損后,血液中炎性細胞數(shù)量激增,而炎性細胞與內(nèi)皮細胞產(chǎn)生會產(chǎn)生活氧化物(ROS,reactive oxygen species)和炎性因子,本文研究結(jié)果中TNF-α、IL-1β和BMP4隨著大鼠脊髓損傷的加劇,三者的陽性率顯著提高。國內(nèi)研究結(jié)果顯示,TNF-α、IL-1β是神經(jīng)炎凋亡、脊髓白質(zhì)的主要炎性介質(zhì),而且TNF-α與BMP4的結(jié)合,可以活化RIP1復合物參,使得脊髓受損組織出現(xiàn)再灌注血,增加組織內(nèi)的炎性因子量。所以,本研究中,觀察組大眾的miR-223靶向蛋白TNF-α和IL-1β陽性率激增。另外,有研究結(jié)果顯示,BMP4是神經(jīng)元組織間膠質(zhì)消失的標志物,所以觀察組的BMP4在3h、6h和12h階段量顯著增加,而且在12h的增加量激增,提示隨著損傷的延長,脊髓中的神經(jīng)元、神經(jīng)纖維消失加快。12h時出現(xiàn)血液再灌注的問題,進一步增加組織的炎癥因子量,促使神經(jīng)細胞消亡,加劇神經(jīng)組織的損傷。
綜上所述,minR-223-5p的靶向蛋白TNFR1、DR和BMP4與大鼠脊髓損傷程度正相關(guān),可以作為SD大鼠脊髓損傷的提示指標。
參考文獻
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墊江縣技術(shù)研發(fā)與示范應(yīng)用項目,項目名稱:miR-223-5p通過BMP4調(diào)節(jié)神經(jīng)干細胞分化在脊髓損傷修復中的研究,項目編號:djkjxm2018jsyfysfyy031