基于TLR2/4-NFκB信号通路探讨针刺对TBI神经炎症及胶质瘢痕修复的作用与机制

The signal path of TLR2/4-NFκB is activated after traumatic brain injury (TBI), leading to neuroinflammation and glial scar repairation in the injury sites. However, the hyperplasia of glial scar blocks the growth of nerve axons, which affects the prognosis of TBI patients adversely. Nowadays no efficient therapies available for neuroinflammation and glial scar in western medicine. We found in our previous studies that acupuncture trended to decrease the neuroinflammation and restrain the formation of glial cells. In the project, aucupuncture therapy is carried out for the Feeney’s TBI model rats and the samples are observed in 3,7,14 and 28 days respectively, during which MRI, flow cytometry, electron microscope, laser scanning confocal microscope are used respectively to detect the area of glial scars, the proportion of glial cells and neurons, and the change of cells morphology and numbers. In addition, Q-PCR and Western blot are used to detect the expressions of mRNAs and proteins in the signal path of TLR2/4-NFκB in brain, ELISA is carried out to detect the levels of the upstream endogenous ligands and downstream inflammatory factors in brain and peripheral blood. We try to study the modulation effect and its mechanism of acupuncture for neuroinflammation and glial scars, based on the signaling pathway of TLR2/4-NFκB.

创伤性颅脑损伤（TBI）后激活TLR2/4-NFκB信号通路, 产生神经炎症并在损伤部位形成胶质瘢痕修复, 后期过度瘢痕增生阻碍神经元轴突生长，不利于TBI预后。目前西医对TBI神经炎症与瘢痕形成尚无有效的治疗措施。我们在前期研究中初步观察到针刺有减轻TBI神经炎症、抑制胶质细胞增多倾向。本研究拟采用Feeney's颅脑损伤大鼠模型进行针刺治疗，分3、7、14、28天动态观测，其中MRI、流式细胞仪、电镜、激光共聚焦显微镜分别检测胶质瘢痕大小、胶质细胞与神经元比例、胶质细胞与神经元的形态和数目变化；QPCR、Western Blot检测脑内TLR2/4-NFκB信号通路基因与蛋白表达；ELISA法检测脑组织及外周血上游内源性配体及下游炎症因子水平。从TLR2/4-NFκB信号通路入手，探讨针刺对TBI神经炎症及胶质瘢痕增生的作用与机制。

项目背景： 创伤性颅脑损伤（TBI）被称为“静默的流行病”，已成为一个世界性的重大公共卫生和社会经济问题。TBI后产生的神经炎性反应和胶质瘢痕增生，导致了神经损伤，并阻碍了神经元的再生修复。抑制TBI后神经炎症与胶质瘢痕形成已成为治疗TBI的一个新的重要方向。.主要研究内容：采用Feeney‘s法建立TBI大鼠模型，进行针刺治疗，采用TTC染色、MRI扫描、免疫荧光染色、透射电镜、流式、PCR及WB等方法观察针刺对TBI大鼠损伤灶神经炎症、胶质瘢痕增生、神经元再生修复以及TLR2/4-NFκB信号通路相关基因的调控。.重要结果、关键数据及意义：.1. 采用Garcia JH评分法对各组大鼠造模及治疗后进行评分，符合中型颅脑损伤评分（见图2）。HE染色镜下观察证实：TBI模型造模成功，针刺可明显减轻TBI大鼠脑组织损伤。（见图3）.2. TTC染色及MRI扫描：模型组损伤灶体积和ADC值增加，神经纤维减少，体积在14d后开始下降。针刺组损伤灶体积随治疗逐渐下降，神经纤维逐渐增加。（见图4-10）.3. 透射电镜、免疫荧光及流式细胞：模型组胶质细胞及神经元细胞肿胀变形，核膜破裂，有大量胶质细丝增生；针刺组各细胞超微结构均较模型组改善。模型组中GFAP、CD11b先升高后降低，MAP-2在损伤后下降，7d后虽有所上升，但上升速度缓慢。在针刺组中GFAP在3d达到峰值，7d后逐渐降低；CD11b在7d达高峰，14d后逐渐下降；而MAP-2则随治疗时间增加而逐渐上升，且各时间点均较模型组高。（见图11-13）.4.PCR及Western Blot：模型组TLR2、TLR4、NFκB、S100B的mRNA表达上升，且在7d达高峰；与模型组比较，针刺组TLR2、TLR4、NFκB的mRNA表达在3d时明显上调，在7d时开始下降；14d后表达基本下降至正常水平；而S100B则在3d时低表达，7d后逐渐上升。而TLR2、TLR4、NFκB和S100B的蛋白表达趋势与其基因基本保持一致。（见图18-19）.6.ELISA：针刺对TBI大鼠IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ有调节作用。（见表1-4）.结论：针刺具有双向良性调节作用，通过调控TLR2/4-NFκB通路，早期促进胶质瘢痕增生，局限神经炎症范围，降低神经损伤；后期抑制瘢痕过度增生，促进神经元再生和神经功能恢复。