中文摘要
碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)是一类新的神经营养因子,对神经细胞的增殖、分化及凋亡起重要调节作用。我们的预实验结果提示,bFGF可以通过抑制内质网应激促进脊髓损伤(SCI)的修复。基于bFGF可以激活PI3K/AKT通路,我们提出假说:bFGF可能通过激活PI3K/AKT/FOXO3a通路抑制内质网应激诱导的神经细胞凋亡,促进SCI的修复。本研究中,我们通过建立大鼠SCI模型,采用行为学、免疫组化染色、western blot、TUNEL染色和透射电子显微镜等方法,以PI3K/AKT/FOXO3a信号通路为切入点,从分子、细胞、组织和动物整体水平研究bFGF对大鼠SCI的保护作用和作用机制,为临床应用bFGF治疗SCI提供理论和实验依据。
英文摘要
Basic fibroblast growth factor (bFGF) is a kind of new neurotrophic factors,which plays the regulation of proliferation,differentiation and apoptosis of nerve cells.Our preliminary experimental results indicate that bFGF may promote the recovery of spinal cord injury(SCI) by inhibiting endoplasmic reticulum stress.Based on bFGF can activate the PI3K/AKT pathway,we put forward the hypothesis:the protective effect of bFGF in spinal cord injury recovery is related to inhibiting ER stress-related protein expression via the activation of PI3K/AKT/FOXO3a pathway.We established the contusion model of SCI by the PSI infinite horizon impactor in rats,and behavior studies,immunohistochemistry staining,western blot,TUNEL staining and transmission electron microscopy were adopted in this study.The PI3K/AKT/FOXO3a signaling pathway as a starting point, to study effect of bFGF on ER stress which induced cell apoptosis from molecules, cells, tissues and the overall animal level.This study will reveal the recovery mechanism of bFGF on SCI and provide an important experimental foundation for the clinical application of bFGF in the treatment of SCI.
结题摘要
脊髓损伤是中枢神经系统的严重创伤,碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)是一类新的神经营养因子,在脊髓损伤早期作用显著。内质网应激凋亡途径通过激活下游促凋亡基因CHOP、Caspase12诱导细胞凋亡,PI3K/AKT是调节细胞凋亡的主要信号通路,FOXO3a是其下游的重要转录因子。本研究采用HI-0400脊髓打击器建立大鼠急性脊髓损伤模型,通过蛛网膜下腔给予bFGF干预治疗,BBB评分、Rivlin 斜板试验评估脊髓损伤大鼠后肢运动功能恢复情况,HE 染色观察脊髓组织形态变化,TUNEL染色观察脊髓组织细胞凋亡,免疫组化、荧光染色观察内质网应激蛋白CHOP、Caspase12表达变化,Western blot检测p-AKT、p-FOXO3a及Bim的蛋白表达。探讨bFGF对大鼠急性脊髓损伤的保护作用及机制。行为学评分发现脊髓损伤后大鼠后肢严重瘫痪,给予bFGF 7 d后,大鼠后肢运动功能有所提升,术后14 d提升更明显,说明bFGF可以促进脊髓损伤大鼠后肢运动功能的恢复;HE染色表明bFGF可以减轻大鼠脊髓损伤后的坏死与出血;TUNEL染色显示脊髓损伤后发生了不同程度的细胞凋亡,3 d凋亡最明显,之后有所下降,bFGF可以减轻脊髓损伤后的细胞凋亡;免疫组化和荧光染色显示脊髓损伤后内质网应激蛋白CHOP、Caspase12表达增加,给予bFGF后表达降低;Western blot表明bFGF可以增加p-AKT、p-FOXO3a的蛋白表达水平,减少促凋亡蛋白Bim表达,PI3K抑制剂LY294002可以降低p-AKT、p-FOXO3a表达水平,增加Bim表达。bFGF通过激活PI3K/AKT通路,促进FOXO3a 磷酸化,抑制脊髓损伤后内质网应激相关蛋白CHOP、Caspasel2表达,减少凋亡发生,促进脊髓损伤的修复。这为临床应用bFGF治疗脊髓损伤提供了实验基础和理论依据,为脊髓损伤提供新的治疗靶点。
