克雷诺拉尼(一种PDGFR非选择性抑制剂)在短暂大脑中动脉闭塞小鼠模型中的作用

Effects of crenolanib, a nonselective inhibitor of PDGFR, in a mouse model of transient middle cerebral artery occlusion.

作者信息Jianping Wang, Xiaojie Fu, Di Zhang, Lie Yu, Zhengfang Lu, Yufeng Gao, Xianliang Liu, Jiang Man, Sijia Li, Nan Li, Menghan Wang, Xi Liu, Xuemei Chen, Weidong Zang, Qingwu Yang, Jian Wang
PMID28943249
发布时间2017-11-19
DOI10.1016/j.neuroscience.2017.09.025

实验完整度

研究包含体内MCAO模型、免疫荧光、ELISA、Western blot等多层级验证,并设sham对照和不同时间点给药,明确功能验证和机制探讨。

主要模型

C57BL/6小鼠短暂MCAO模型 SVZ神经母细胞 周细胞

重点核对

药物处理时间:MCAO后第1-3天(急性期)和第7-9天(亚急性期) crenolanib剂量:15 mg/kg,腹腔注射 BrdU标记:50 mg/kg,第1-7天腹腔注射 神经功能评估:mNSS评分,至少5周 统计方法:单因素方差分析、重复测量方差分析、Fisher精确检验

摘要

室管膜下区(SVZ)的神经发生在中风后神经功能恢复中起重要作用。然而,来自SVZ的新生神经母细胞中只有一小部分能够长期存活。神经母细胞的成功迁移和存活需要血管生成、损伤源性趋化因子和适当的局部微环境,这些部分由血小板衍生生长因子受体(PDGFR)信号通路调控。在本研究中,我们探讨了PDGFR抑制在短暂大脑中动脉闭塞(MCAO)小鼠模型中的作用。我们在MCAO后急性期(第1-3天)或亚急性期(第7-9天)使用选择性泛PDGFR抑制剂克雷诺拉尼阻断该通路。MCAO后第1天至第3天使用克雷诺拉尼下调PDGFR信号通路,显著降低了神经母细胞从SVZ向梗死周围区域的迁移,减少了血管生成,并降低了血管内皮生长因子、基质细胞衍生因子-1和单核细胞趋化蛋白-1的表达。在第7至第9天用克雷诺拉尼下调PDGFR信号通路,显著增加了已迁移至梗死周围区域的神经母细胞的凋亡,增加了活化小胶质细胞的数量,并降低了脑源性神经营养因子、神经营养因子-3和白细胞介素-10的表达。克雷诺拉尼治疗增加了周细胞的凋亡并减少了周细胞/血管覆盖率,但对星形胶质细胞的凋亡无影响。我们得出结论,PDGFR信号通路在中风后SVZ神经发生中起关键作用,它还能影响血管生成、损伤源性趋化因子和局部微环境,这些对中风诱导的神经发生至关重要。

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
PDGFR信号通路在卒中后SVZ神经母细胞迁移和存活中的作用及其潜在机制是什么?
核心机制
PDGFR信号通路通过调节血管生成、损伤源性趋化因子(如SDF-1和MCP-1)和局部微环境(如BDNF、NT-3、IL-10)来促进神经母细胞迁移和存活;其对周细胞功能的调节也至关重要。
主要证据
在MCAO小鼠中,crenolanib处理(第1-3天)减少了神经母细胞迁移、增殖血管和趋化因子表达;处理(第7-9天)增加了神经母细胞凋亡和小胶质细胞活化,降低了神经营养因子水平;同时增加周细胞凋亡并降低周细胞/血管覆盖率。
研究意义
研究提示PDGFR信号通路是卒中后神经发生的重要调控靶点,周细胞和PDGFRβ信号通路可能成为卒中的治疗靶点;但需注意PDGFR抑制剂的副作用。

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

动物模型建立与分组

建立短暂MCAO小鼠模型,并设置不同处理组以研究PDGFR信号通路的作用。

使用线栓法对C57BL/6小鼠进行短暂MCAO(45分钟),并随机分为sham+vehicle、sham+crenolanib、MCAO+vehicle、MCAO+crenolanib组,其中crenolanib处理分为第1-3天和第7-9天两个亚组。

2

神经功能评估

评估PDGFR抑制对MCAO后神经功能恢复的影响。

使用改良神经功能严重程度评分(mNSS)在MCAO后第1天及之后每周一次至第5周进行盲法评估。

3

神经母细胞迁移和存活分析

检测crenolanib处理对SVZ神经母细胞向梗死区迁移和存活的影响。

通过免疫荧光染色检测DCX阳性神经母细胞(迁移和凋亡),在术后第7天和第14天定量分析。

4

血管生成和趋化因子分析

检测crenolanib处理对血管生成和趋化因子表达的影响。

通过免疫荧光检测增殖血管(CD31/BrdU),ELISA检测VEGF、SDF-1、MCP-1水平。

5

炎症反应和神经营养因子分析

检测crenolanib处理对局部微环境的影响,包括小胶质细胞活化和神经营养因子水平。

通过免疫荧光检测CD68阳性活化小胶质细胞,ELISA检测BDNF、NT-3、IL-10水平。

6

周细胞功能分析

检测crenolanib处理对周细胞凋亡和血管覆盖的影响。

通过免疫荧光检测凋亡周细胞(PDGFRβ/cCasp3)和周细胞/血管覆盖率(PDGFRβ/Lectin)。

7

血脑屏障通透性分析

检测crenolanib处理对血脑屏障完整性的影响。

通过免疫荧光和Western blot检测occludin和白蛋白水平,并测量梗死体积。

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
克雷诺拉尼----
5-溴-2'-脱氧尿苷Sigma-Aldrich--
抗PDGFRβ抗体Abcam1:300
抗GFAP抗体Santa Cruz Biotechnology1:300
抗双皮质素抗体Santa Cruz Biotechnology1:250
抗裂解caspase-3抗体Millipore1:500
抗CD31抗体Abcam1:100
抗BrdU抗体Abcam1:250
番茄凝集素Vector Laboratories1:1000
抗SDF-1抗体Proteintech1:50
抗MCP-1抗体Proteintech--
抗CD68抗体Santa Cruz Biotechnology1:500
抗occludin抗体Proteintech1:250
抗白蛋白抗体Santa Cruz Biotechnology1:500
抗GAPDH抗体HangZhou Goodhere Biotechnology1:2000
增强化学发光检测试剂盒Cwbiotech--
ELISA试剂盒NeoBioscience--
ELISA试剂盒Boster--
荧光显微镜ZEISSScope A1
激光多普勒血流仪Moor Instruments--
凝胶分析软件V 2.02Clinx Science Instruments--

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
动物模型
小鼠品系、年龄、体重、性别;MCAO持续时间;脑血流下降标准
阅读提示:Experimental Procedures - Animals and ethics statement, Transient MCAO
药物处理
crenolanib剂量、溶剂、给药途径、给药时间窗(第1-3天或第7-9天);BrdU剂量及时间
阅读提示:Experimental Procedures - Treatment and groups
神经功能评估
mNSS评分包含的测试项目和评分标准;评估时间点;盲法设置
阅读提示:Experimental Procedures - Neurologic function assessment
组织学分析
灌注固定方法;切片厚度;染色抗体及稀释比例;定量方法(随机选取视野数及倍数)
阅读提示:Experimental Procedures - Immunohistologic analysis
ELISA分析
检测因子(VEGF, SDF-1, MCP-1, BDNF, NT-3, IL-10);试剂盒品牌;样本处理
阅读提示:Experimental Procedures - ELISA analysis
Western blot
蛋白提取方法;一抗及稀释比例;内参;显色方法
阅读提示:Experimental Procedures - Western blot analysis
统计分析
使用的统计方法(Fisher精确检验、单因素方差分析、重复测量方差分析);显著性水平
阅读提示:Experimental Procedures - Statistical analysis