蛋白芯片在脊髓损伤治疗机制研究中的作用

蛋白芯片在脊髓损伤治疗机制研究中的作用

杂志名称：Theranostics

影响因子：8.597

文献题目：Intravenous transplantationof olfactory ensheathing cells reduces neuroinflammation after spinal cordinjury via interleukin-1 receptor antagonist（静脉移植的嗅鞘细胞通过IL- 1Ra减轻脊髓损伤后神经炎症）.

第一作者：Lijian Zhang

通讯作者：Xiaoqing Zhuang; Lόpez-Picόn; Hechun Xia

作者单位： 1. 宁夏医科大学总医院神经外科;

2. 河北大学附属医院神经外科

本实验所用产品：

                    1.    GSR-CYT-3（可同时检测27个大鼠细胞因子的半定量玻璃芯片）;

                    2.    GSR-CYT-4（可同时检测40个大鼠细胞因子的半定量玻璃芯片）;

                    3.    Raybiotech ELISA试剂盒（ELR-IL1a;ELR-IL1b; ELR-IL1Ra）

实验样品：脊髓组织

研究背景：

脊髓损伤（SCI）会引发神经炎症等一连串的病理反应，不仅会导致个体残疾，还会给卫生保健系统带来巨大的负担｡嗅鞘细胞（OEC）移植已成为一种SCI修复很有前景的治疗方法｡该研究团队通过前期研究发现在脊髓损伤后1天静脉注射嗅鞘细胞可显著改善脊髓节段的活动能力并减轻炎症反应（PMID：31665910）｡

1 结果

1.1 体内PET/CT研究和脊髓ARG分析  

体内正电子发射计算机断层显像（PET/CT）研究和脊髓放射自显影术（ARG）分析显示，在OEC移植7天后，SCI所引起的炎症反应显著降低｡

图1

图2

1.2  体内和体外嗅鞘细胞的追踪

体内外追踪结果显示移植的OECs在脊髓损伤部位的聚集｡移植7天后，嗅鞘细胞数量显著增加｡

图3

1.3 脊髓组织蛋白芯片分析和ELISA验证

为揭示嗅鞘细胞在SCI治疗中的作用机制，研究人员用Raybiotech蛋白芯片对正常组（Control）、空白对照组（Vehicle组）和嗅鞘细胞治疗组（OEC组）的脊髓组织蛋白表达情况进行检测｡结果表明，与正常组相比，Vehicle组的Notch-1、Notch-2等细胞因子/趋化因子显著上调;与Vehicle组相比，OEC组的IL-1Ra的表达水平显著升高，包括IL-1α、IL-1β、Notch-1和Notch-2在内的22个细胞因子表达显著下调｡ELISA实验进一步证实了上述结果｡

图4

图5    

1.4 OECs分泌IL-1Ra以应对体外炎症刺激

本研究采用脂多糖（LPS）作为炎症刺激物｡当OECs暴露于LPS时，OECs以时间和剂量依赖的方式释放IL-1Ra｡IL-1Ra是IL-1与其受体结合的竞争性抑制剂，可减少促炎细胞因子的合成和释放｡

        图6

1.5    OECs释放大量IL-1Ra并抑制小胶质细胞的激活

采用RNAi技术构建IL-1Ra基因敲除的OECs｡免疫荧光和ELISA实验结果表明，OECs能显著抑制LPS诱导的小胶质细胞的活性，而IL-1Ra基因敲除可显著降低其调节小胶质细胞活性的能力｡

图7        

结论：

作者通过研究发现嗅鞘细胞静脉移植后脊髓炎症减轻｡通过Raybiotech蛋白芯片对不同组别的脊髓组织进行蛋白表达水平的检测｡结果表明嗅鞘细胞移植后，脊髓组织中白细胞介素1受体拮抗剂（IL-1Ra）表达上调，而包括IL-1α、IL-1β等多种趋化因子表达下调｡进一步用Raybiotech的ELISA试剂盒验证了上述结果｡体外研究证实，脂多糖可刺激嗅鞘细胞分泌IL-1Ra｡嗅鞘细胞显著抑制脂多糖刺激诱导的的小胶质细胞活性，而IL-1Ra基因敲除显著降低其调节小胶质细胞活性的能力｡