mfat-1转基因小鼠通过减轻神经炎症对急性缺氧缺血性脑损伤的保护作用

Protective effects on acute hypoxic-ischemic brain damage in mfat-1 transgenic mice by alleviating neuroinflammation.

作者信息Xue Geng, Meng Wang, Yunjun Leng, Lin Li, Haiyuan Yang, Yifan Dai, Ying Wang
PMID34744086
发布时间2021-09-30
DOI10.7555/JBR.35.20210107

实验完整度

包含体外模型、动物模型、患者样本或组学数据,并明确包含功能验证或机制验证。

主要模型

mfat-1转基因小鼠HIBD模型 WT小鼠HIBD模型 原代神经细胞(未明确)

重点核对

mfat-1转基因小鼠的基因型鉴定 HIBD模型的建立(左侧颈总动脉结扎+缺氧) n-3/n-6 PUFAs比例检测 神经行为学评分(Longa评分、Bederson评分、转棒实验) GPR120表达及其下游信号通路

摘要

急性缺氧缺血性脑损伤(HIBD)主要发生在成年人中,由围手术期心脏骤停和窒息引起。n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)在维持大脑生长和发育方面的益处已得到充分证实。然而,mfat-1小鼠对HIBD可能的保护靶点和潜在机制仍需进一步研究。mfat-1转基因小鼠对HIBD表现出保护作用,表现为梗死范围减少和神经行为缺陷改善。RNA-seq分析显示,多个通路和靶点参与了这一过程,其中抗炎通路最为显著。本研究首次表明mfat-1对小鼠HIBD具有保护作用。G蛋白偶联受体120(GPR120)相关抗炎通路的激活可能与围手术期及术后并发症相关,因此创新临床干预策略可能使HIBD患者受益。

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
mfat-1转基因小鼠对急性缺氧缺血性脑损伤是否具有保护作用,其潜在机制是什么?
核心机制
mfat-1转基因小鼠通过内源性增加n-3 PUFAs,激活GPR120受体,抑制TAK1/NF-κB信号通路,从而减轻神经炎症反应。
主要证据
mfat-1小鼠在HIBD后梗死体积减小、神经行为改善、神经元凋亡减少,并通过RNA-seq和qRT-PCR验证了抗炎通路相关基因的表达变化。
研究意义
本研究首次表明mfat-1对HIBD具有保护作用,为围手术期缺氧缺血相关脑病的治疗提供了新思路。

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

建立HIBD模型

模拟围手术期急性缺氧缺血性脑损伤。

采用Vannucci方法,对mfat-1和WT小鼠进行左侧颈总动脉结扎并缺氧处理。

2

评估神经保护作用

评估mfat-1转基因对HIBD后脑损伤的保护效果。

通过TTC染色评估梗死体积,通过Longa评分、Bederson评分和转棒实验评估神经行为,通过Nissl染色和TUNEL染色评估神经元损伤和凋亡。

3

检测炎症反应

检测HIBD后脑组织中炎症因子的表达水平。

通过RT-qPCR和ELISA检测TNF-α、IL-6和IL-1β的mRNA和蛋白水平。

4

RNA-seq分析

鉴定mfat-1和WT小鼠在HIBD后差异表达基因及富集通路。

对HIBD组和sham组脑组织进行RNA-seq,鉴定DEGs,并进行GO和KEGG富集分析。

5

验证GPR120通路

验证GPR120及其下游信号通路在mfat-1小鼠中的抗炎作用。

通过免疫荧光和Western blot检测GPR120、p-TAK1和p-NF-κB p65的表达。

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
异氟烷----
脂肪酸提取试剂盒Sigma-Aldrich--
气相色谱仪----
转棒Giliang DigBehv-010--
2,3,5-三苯基氯化四氮唑Sigma-Aldrich--
徕卡刀片Leica--
脑槽RWD Life Science--
抗GPR120抗体Santa Cruz Biotechnology--
共聚焦显微镜Carl Zeiss LSM710--
TUNEL染色试剂盒KeyGEN BioTECH--
ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology--
Trizol试剂----
Nano Drop分光光度计----
Agilent生物分析仪Thermo Fisher Scientific--
Ampure XP磁珠----
RIPA裂解液Sigma-Aldrich--
磷酸酶抑制剂Bimake--
SDS-PAGE凝胶Bio-Rad--
聚偏二氟乙烯膜Bio-Rad--
HiScript II Q RT SuperMix逆转录试剂盒Vazyme Biotech--
ChamQ SYBR qPCR预混液Vazyme Biotech--
StepOnePlus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--

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
HIBD模型建立
小鼠品系、性别(雄性)、年龄(6-7周)、体重(22±2g)、麻醉(2%异氟烷)、缺氧时间(50分钟)及氧气浓度(8%),结扎部位(左侧颈总动脉)
阅读提示:Materials and methods: Acute hypoxic-ischemic brain damage model
脂肪酸分析
组织来源(脑组织)、提取方法(脂肪酸提取试剂盒)、衍生化条件(70°C 1小时)、上机前处理(溶剂、离心)
阅读提示:Materials and methods: Analysis of fatty acid composition
神经行为学评估
HIBD后时间点(24小时)、Longa评分和Bederson评分标准、转棒实验参数(加速速度20rpm,5分钟,记录300秒内掉落时间与次数,预适应条件)
阅读提示:Materials and methods: Longa score and Bederson score; Rotarod test
梗死体积与神经元损伤
TTC染色步骤(脑片厚度2-3mm,孵育时间15分钟)、Nissl染色及H/E染色的切片厚度(4μm)、损伤神经元定量方法
阅读提示:Materials and methods: 2,3,5-Triphenyte-trazoliumchloride staining; Nissl staining and hematoxylin and eosin staining
炎症因子检测
样本来源(缺血损伤区)、RT-qPCR内参基因(Actb)、ELISA试剂盒(Elabscience)及检测波长(450nm)
阅读提示:Materials and methods: Enzyme-linked immunosorbent assay; Real-time RT-PCR