BMSCs调控脊髓损伤中NLRP3炎症小体的激活及其机制研究
批准号:
81572229
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
王琳琳
依托单位:
学科分类:
康复治疗与康复机制
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁悦敏、朱永坚、宋兴辉、吕萍萍、颜巾斌、王超、史冬玲、张力、陈改革
中文摘要
脊髓损伤早期的炎症反应严重程度对于脊髓损伤后期的结构和功能康复至关重要,炎症反应的发生发展和机制研究一直是本领域的研究重点。近期研究表明,NLRP3(Nod-like receptor,pyrin domain containing 3)炎症小体是内源性识别危险信号的多蛋白复合物,能够被一系列信号活化,通过其下游的Caspase-1,释放IL-1beta和IL-18引起炎症反应,导致 pyroptosis 样细胞死亡(细胞焦亡)。我们发现大鼠脊髓损伤早期阶段有NLRP3激活,其下游的Caspase-1表达增加;体外将骨髓间充质干细胞与损伤神经元共培养,可以减轻NLRP3炎症小体的激活,减少神经元死亡。在此基础上,我们拟研究NLRP3激活介导的炎症反应和细胞焦亡在脊髓损伤中的作用及其上下游信号机制,并进一步阐明骨髓间充质干细胞调控NLRP3炎症小体途径促进脊髓损伤修复再生的效应及靶分子机制。
英文摘要
Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) transplantation for the repair of spinal cord injury is one of the current hot topics. Exploring how to according the change of spinal cord injury microenvironment to improve the efficiency of BMSCs has important significance. Our previous experiments found that NLRP3 (Nod-like receptor, pyrin domain containing 3) mediated inflammation response was induced in the microenvironment of local injured spinal cord, which may lead to pyroptosis in the spinal cord. On the other hand, co-culture of neurons with BMSCs inhibited OGD-induced NLRP3 expression in neurons. Therefore, this present study intends to elucidate the activation of NLRP3 and signal pathway,not only at the cellular level, but also at the in vivo spinal cord injury model, to exam the inflammation response and pyroptosis , the repair of the structure and function of injured spinal cord and related molecular expressions. Furthermore, to clarify the inhibitory effects and related mechanisms of BMSCs on NLRP3 activation, as well as provide valuable theoretical guidance and experimental basis for the transplantation of BMSCs in spinal cord injury.
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)早期的炎症反应严重程度对于SCI后期的结构和功能恢复至关重要。近期研究表明,NLRP3(Nod-lik e receptor,pyrin domain containing 3)炎症小体是内源性识别危险信号的多蛋白复合物,被机体多种与代谢、免疫密切相关的危险讯号刺激而激活,通过其下游的Caspase-1,释放IL-1β和IL-18引起炎症反应介导细胞死亡。本课题旨在研究SCI后NLRP3炎症小体激活作用,并在这基础上观察骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植是否是通过抑制NLRP3炎症小体激活发挥其保护作用。主要结果如下:1)体外培养运动神经元VSC4.1细胞系,建立氧糖剥夺(OGD)模型诱导神经元损伤,激活NLRP3炎症小体。2)NLRP3激活抑制剂MCC950,显著降低OGD诱导的NLRP3、ASC和cleaved-caspase-1的表达。3)BMSCs与损伤的神经元共培养,以mitoTracker Red标记BMSCs的线粒体,发现BMSCs能够输送自身的线粒体给OGD损伤的神经元,减轻了线粒体功能障碍,减少了ROS释放,抑制了NLRP3炎症小体激活,促进了神经元的存活。4)建立SD大鼠SCI模型,与假手术组相比,SCI组NLRP3基因和蛋白表达增加,下游cleaved-caspase-1表达增加。5)MCC950 腹腔注射,抑制NLRP3炎症小体激活,促进脊髓运动功能恢复。6)BMSCs移植使NLRP3、ASC和cleaved-caspase-1的表达显著降低,凋亡减轻,白质髓鞘破坏减少,BBB评分显著升高。综合我们所有的实验数据分析,单独使用MCC950具有促进SCI后运动功能恢复的作用;单独采用BMSCs局部移植也具有相似的效果。但是单独的BMSCs尾静脉注射是否也有相似效果,值得进一步研究。对于今后的临床治疗,我们提供的建议是:在临床进行BMSCs移植的过程中,在损伤即刻,局部注射一定数量级的BMSCs对于抑制NLRP3炎症小体激活是有效的。如果BMSCs进行局部注射移植,同时持续腹腔注射MCC950,既可协同抑制炎症小体的激活,同时发挥BMSCs的旁分泌保护作用和分化替代作用,可能对于SCI后运动功能恢复的效果更好。
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DOI:
10.1016/j.neulet.2018.12.006
发表时间:
2019-02
期刊:
Neuroscience Letters
影响因子:
2.5
作者:
[Dongling Shi, Teng He, Weijian Tang, Heyangzi Li, Chao Wang, Mingzhi Zheng, Jue Hu, Xinghui Song, Yuemin Ding, Ying-ying Chen, Yueliang Shen, Hongfeng Jin, Lin-lin Wang]
通讯作者:
Lin-lin Wang
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DOI:
10.1016/j.neulet.2016.11.032
发表时间:
2017-01-01
期刊:
NEUROSCIENCE LETTERS
影响因子:
2.5
作者:
[Gu, Chuanlong, Li, Heyangzi, Wang, Linlin]
通讯作者:
Wang, Linlin
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DOI:
10.7150/thno.29400
发表时间:
2019-01-01
期刊:
THERANOSTICS
影响因子:
12.4
作者:
[Li, Heyangzi, Wang, Chao, Wang, Lin-lin]
通讯作者:
Wang, Lin-lin
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b-榄香烯通过抑制脊髓损伤大鼠 RhoA 激酶激活来增强 GAP-43 表达和神经突生长
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
Neuroscience
影响因子:
3.3
作者:
[Wang J, Li H, Yao Y, Ren Y, Lin J, Hu J, Zheng M, Song X, Zhao T, Chen YY, Shen Y, Zhu YJ, Wang LL]
通讯作者:
Wang LL
Calpain inhibitor attenuates ER stress-induced apoptosis in injured spinal cord after bone mesenchymal stem cells transplantation
钙蛋白酶抑制剂可减弱骨髓间充质干细胞移植后损伤脊髓中内质网应激诱导的细胞凋亡
DOI:
10.1016/j.neuint.2016.04.015
发表时间:
2016-07-01
期刊:
NEUROCHEMISTRY INTERNATIONAL
影响因子:
4.2
作者:
[Wang, Chao, Shi, Dongling, Zhang, Xiaoming]
通讯作者:
Zhang, Xiaoming
Nestin阳性成纤维细胞在脊髓损伤后纤维瘢痕形成过程中的时空表达和激活特征研究
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批准号:82172527
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项目类别:面上项目
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资助金额:56万元
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批准年份:2021
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负责人:王琳琳
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依托单位:
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批准号:81972138
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王琳琳
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依托单位:
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批准号:81371953
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王琳琳
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依托单位:
国内基金
海外基金