临床研究发现颅脑外伤(TBI)后存在慢性脑损伤,是影响TBI患者远期疗效的关键,但机制不清,更缺乏有效防治方法。研究示TBI慢性期存在自噬激活,自噬溶酶体中有Fe3+蓄积,且我们前期研究发现TBI后慢性期存在明显脑萎缩,伤灶周围细胞内大量Fe3+聚集,使用去铁敏可明显减轻脑损伤,促进神经功能恢复,提示Fe3+在TBI后慢性损伤中扮演重要角色,但机制不清,新近研究发现TRPC6能介导Fe3+的内流。故推测TRPC6介导的Fe3+内流在TBI后慢性脑损伤中可能起重要作用,本课题拟采用在体和离体实验,联合应用激光共聚焦显微镜、免疫组化、免疫印迹、分析电镜、RNAi、western blot、MRI和行为学等方法,观察TBI后Fe3+转运、自噬激活、脑萎缩及神经功能损害情况,阐明"Fe3+→TRPC6介导铁内流→自噬损伤"通路在TBI后慢性损伤中的作用,为TBI后慢性脑损伤的治疗提供新的防治靶点。
traumatic brain injury;TRPC6;iron;neurotoxicity;deferoxamine
本课题完成了在体实验部分,实验结果发现实验性颅脑创伤(TBI)后28d,存在脑铁过量造成的神经毒性作用,能造成大脑缺损体积显著增大,并严重损害实验动物的空间学习记忆能力。TBI后致伤灶周围脑组织难以见到完整的神经元、星形胶质细胞,早期(2h)予以去铁胺(DFO)100mg/Kg治疗后,可见较多形态完整的神经元、星形胶质细胞,尽管细胞皱缩变形明显,DFO治疗TBI的最佳时效关系是伤后2h,最佳量效关系是100mg/Kg,从细胞水平上证实了DFO 对“半暗带”神经元和星形胶质细胞的保护作用,同时能显著减小TBI后大脑缺损体积,能显著改善实验动物的空间学习记忆能力。瞬时通道蛋白6(TRPC6)可能在其中扮演重要角色,TBI后致伤灶周围脑组织TRPC6显著上调,予以DFO 100mg/Kg治疗后能显著下调TRPC6表达。另一方面,TBI后致伤灶周围脑组织自噬标记物Beclin 1 表达显著上调,予以DFO治疗后显著下调其表达,提示TBI后存在自噬损伤,DFO治疗能减轻自噬损伤的作用。综上所述,TBI后铁离子具有神经毒性作用,可能通过造成的氧化损伤和自噬损伤显著增加来实现的,TRPC6可能在其中扮演重要角色,TBI后TRPC6反应性增加,将过量铁离子转运入细胞内,从而减少铁离子造成的氧化损伤和自噬损伤。 为进一步研究过量铁离子造成的神经毒性作用机制,本课题进行了体外实验。目前已经完成了细胞培养,待下一步进行离体实验研究(课题负责人由于部队援藏任务和转业任务,未能按计划完成课题研究)。目前已经完成4篇论文的发表,其中SCI 1篇,CSCD2篇,综述1篇,另有3篇在投稿状态中,完成离体实验后,拟再发表SCI论文1篇,中文2篇,申请发明专利1项。