丹参素钠通过调节MIP2/Vdac1/Ndufa12信号轴减少小胶质细胞炎症促进脊髓损伤后运动功能恢复

Salvianic Acid A Sodium Promotes the Recovery of Motor Function After Spinal Cord Injury in Rats by Reducing Microglia Inflammation through Regulating MIP2/Vdac1/Ndufa12 Signaling Axis.

作者信息Liping Li, Yuanyuan Liu, Xia Zhao, Chao Qi, Yi Zhang, Yingze Zhang, Tengbo Yu
PMID33078551
发布时间2020-12
DOI10.1111/os.12808

实验完整度

包含体外细胞实验和体内动物模型,并进行了转录组测序、qPCR和Western blot等分子机制验证及功能评分。

主要模型

BV2小胶质细胞系 脊髓损伤SD大鼠模型

重点核对

BV2细胞LPS诱导炎症模型,SAAS浓度40 μg/mL,LPS浓度1 μg/mL 脊髓损伤模型:T10节段,10g×10cm重物打击法 SAAS给药剂量:20 mg/kg,腹腔注射,每日一次 BBB评分和斜板实验检测运动功能 脊髓组织Western blot和qPCR检测时间:术后3天

摘要

目的:阐明丹参素钠(SAAS)在脊髓损伤后运动功能恢复中的作用及其机制。方法:本研究通过体内和体外实验确定SAAS对脊髓损伤(SCI)后组织损伤、神经元存活、小胶质细胞极化和炎症的影响。通过转录组测序筛选SAAS处理的差异表达基因,并同时研究其分子机制。结果:结果表明,SAAS可促进小胶质细胞M2型极化,降低M1型比例,从而减少炎症因子的分泌和表达。与脂多糖(LPS)相比,LPS+SAAS处理组有345个基因上调,407个基因下调。在SAAS组中,Ndufa12、IL-6、TNF-α和Vdac1的表达水平显著降低,而MIP2显著升高。此外,动物模型结果显示,SAAS能明显促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复,对脊髓组织和神经元细胞有良好的保护作用。结论:本研究阐明了SAAS对脊髓损伤后神经元的保护作用和小胶质细胞的抗炎作用,有望为临床治疗提供理论基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SAAS能否促进脊髓损伤后运动功能恢复及其作用机制。
核心机制
SAAS通过调节MIP2/Vdac1/Ndufa12信号轴,促进小胶质细胞M2型极化,降低M1型比例,减少炎症因子分泌和表达,从而发挥神经保护作用。
主要证据
体外实验显示SAAS促进LPS诱导的BV2细胞M2极化;体内实验显示SAAS改善脊髓损伤大鼠运动功能(BBB评分和斜板实验),HE和Nissl染色显示组织保护,免疫荧光显示Arg-1和NF200表达降低,GFAP和CD86表达升高;转录组测序和qPCR/Western blot验证Ndufa12、IL-6、TNF-α、Vdac1表达降低,MIP2表达升高。
研究意义
为脊髓损伤的临床治疗提供理论依据和治疗选择。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外细胞模型建立

建立LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症模型,评估SAAS对细胞极化和炎症的影响。

培养BV2细胞,分为LPS组、LPS+SAAS组和对照组,LPS组用1 μg/mL LPS处理12小时,LPS+SAAS组先用40 μg/mL SAAS预处理12小时,再用LPS处理12小时,对照组仅换液。

2

转录组测序及差异基因筛选

筛选SAAS处理后的差异表达基因,寻找潜在分子靶点。

对三组细胞进行转录组测序,分析差异表达基因,并通过GO分析进行功能注释。

3

关键基因表达验证

验证差异表达基因在细胞和动物模型中的表达变化。

通过qPCR和Western blot检测Ndufa12、IL-6、TNF-α、Vdac1和MIP2的表达水平。

4

体内动物模型建立与功能评估

评估SAAS对脊髓损伤后运动功能恢复的影响。

建立SD大鼠T10脊髓损伤模型(10g×10cm重物打击法),分为假手术组、SCI+SAAS组和SCI+生理盐水组,术后给予SAAS或生理盐水,通过BBB评分和斜板实验评估后肢运动功能。

5

组织病理学与免疫荧光分析

评估SAAS对脊髓组织结构、神经元存活和小胶质细胞极化的影响。

术后1周收集脊髓组织,进行HE染色、Nissl染色和免疫荧光检测(Arg-1、NF200、GFAP、CD86)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
脂多糖----
丹参素钠----
Triton X-100----
正常山羊血清----
Cy3标记的山羊抗兔IgG----
DAPI----
抗荧光淬灭剂----
甲苯胺蓝染液----
SDS样品缓冲液----
PVDF膜----
脱脂牛奶----
牛血清白蛋白----
ECL曝光液----
Promega逆转录试剂盒Promega--
Promega PCR预混液Promega--
ABI9700 PCR仪ABI--
胰蛋白酶----
ARG-1抗体----
CD206抗体----
CD86抗体----
CD80抗体----
7%水合氯醛----
青霉素----
生理盐水----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与处理
细胞系、培养基成分、培养条件、LPS浓度(1 μg/mL)、SAAS浓度(40 μg/mL)、处理时间(12小时)
阅读提示:见Materials and Method部分'Cell Culture and Treatment'
转录组测序
差异表达基因的筛选标准
阅读提示:见Results部分'Differential Expression Genes After Salvianic Acid A Sodium Treatment'
动物模型
动物品系、体重、性别、损伤节段(T10)、损伤方法(10g×10cm重物打击)、麻醉剂量
阅读提示:见Materials and Method部分'Animal Model Preparation'
药物给药
SAAS剂量(20 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、给药频率(每日一次)、持续时间(10天)
阅读提示:见Materials and Method部分'Animal Model Preparation'
功能评估
BBB评分和斜板实验的操作规范
阅读提示:见Materials and Method部分'Rivlin Inclined Plane Test and Basso, Beattie and Bresnahan Score Test'