NDRG2通過Notch信號通路調控腦卒中後神經發生的分子機制研究

《NDRG2通過Notch信號通路調控腦卒中後神經發生的分子機制研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由史明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：NDRG2通過Notch信號通路調控腦卒中後神經發生的分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：史明
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

項目摘要

腦卒中已成為我國第一大致死和致殘病因，然而至今尚缺乏有效治療手段。研究表明，腦卒中後機體可動員內源性神經幹細胞（NSCs）遷移到缺血損傷區，參與損傷的修復。然而如何有效促進NSCs增殖、分化及存活，最終促進神經功能恢復是亟待解決的關鍵問題。我們近期發現，一種腫瘤抑制分子NDRG2表達於腦內神經發生區的NSCs，缺血後其表達顯著升高；干預NDRG2可影響神經發生關鍵調控分子Notch的表達，強烈提示NDRG2可能通過調控Notch信號參與缺血後的神經發生。為此，本課題擬在體內、體外缺血和缺氧模型上，通過病毒感染等手段改變NDRG2表達，觀察NSCs增殖、分化、存活及Notch表達的變化；利用免疫共沉澱等技術揭示NDRG2和Notch之間的作用及調控關係；利用基因敲除小鼠觀察ndrg2缺失對腦缺血後神經功能的影響，以揭示NDRG2對神經發生的關鍵作用並為臨床套用NSCs治療腦卒中提供實驗依據。

結題摘要

腦卒中已成為我國第一大致死和致殘病因，然而至今缺乏有效治療手段。研究表明，腦卒中後內源性NSCs可遷移到缺血區，參與損傷的修復。因此探尋有效調控NSCs命運的關鍵分子，可能成為今後治療腦卒中最具前景的策略之一。本項目旨在探討表達於腦內NSCs的一種抑癌分子—NDRG2，在腦缺血損傷時對神經發生的作用及調控機制。在國家自然科學基金（No. 81571223）的資助下，藉助大鼠MCAO缺血模型和體外OGD模型，通過病毒感染等手段改變NDRG2表達，觀察NSCs增殖、分化、存活及Notch表達的變化，並探索NDRG2和Notch之間的作用及調控關係；利用ndrg2-/-小鼠觀察ndrg2缺失對腦缺血後神經發生的影響。通過上述研究，獲得了以下主要結果：（1）利用免疫螢光染色技術，發現NDRG2表達於SVZ神經發生區NSCs（Nestin+）並主要在分裂期的NSCs（BrdU+和Ki67+）中；進一步發現NDRG2表達在GFAP+ B型和Sox2+ C型NSCs細胞但不在DCX+ A型細胞中；（2）利用免疫印跡和免疫組織化學染色，發現腦缺血後NDRG2在SVZ區的表達顯著升高，與Nestin+和Sox2+細胞數目同步增加；（3）利用Real-time PCR技術，對Notch信號通路各個分子，包括Notch配體（Dll1、Dll4、Jagged1和Jagged2）、Notch受體（Notch1~4）、Notch受體胞內段NICD、RBPJ、靶分子Hes1和Hes5進行了檢測，發現在SVZ區Notch1和Jagged2的表達水平較高；（4）利用免疫螢光三重染色，發現NDRG2表達在Jagged2+但不在Notch1+細胞中，NDRG2+/Jagged2+雙標記細胞與Notch1+細胞在空間上緊密相臨；抑制Notch可減少NSCs數目；（5）通過病毒感染調控基因表達和免疫印跡技術，發現在體和離體過表達ndrg2可激活Notch信號通路，表現為Notch靶分子Hes1表達增高，同時可促進NSCs的增殖；沉默ndrg2表達則抑制Notch信號並減少NSCs增殖；（6）利用免疫組織化學染色，發現ndrg2-/-小鼠SVZ區增殖細胞數目明顯少於野生型小鼠。以上結果初步揭示了NDRG2可能通過調控Notch信號參與動物腦缺血損傷後的神經發生，為臨床套用NSCs治療腦卒中提供了實驗依據。