肥大细胞活化、神经炎症和紧密连接蛋白错乱急性创伤性脑损伤

文摘

创伤性脑损伤(TBI)是一个主要的健康问题在全球范围内导致死亡或永久性残疾通过中小学损害大脑。创伤性脑损伤导致原发性脑损伤和激活神经胶质细胞和免疫和炎症细胞,包括大脑中肥大细胞与神经炎症反应导致继发性脑损伤。虽然成活率和许多创伤性脑损伤的神经缺陷显示显著改善新患者的治疗选择,底层TBI-mediated神经炎症的病理生理学,神经衰弱,认知障碍是可以理解的。在这项研究中,我们分析了肥大细胞和神经炎症体重drop-induced创伤性脑损伤。我们分析了肥大细胞激活,甲苯胺蓝染色,血清趋化因子配体2 (CCL2)碳碳图案通过酶联免疫吸附试验(ELISA)和proteinase-activated受体2(杆),肥大细胞和炎症反应的蛋白质,血管内皮生长因子受体2 (VEGFR2),和血脑屏障紧密junction-associated claudin 5和Zonula occludens-1 (ZO-1)蛋白表达在创伤性脑损伤的老鼠的大脑。肥大细胞激活和其数量增加24 h和72 h的大脑创伤性脑损伤与虚假的控制大脑相比无创伤性脑损伤。创伤性脑损伤后小鼠大脑显示增加CCL2,杆,VEGFR2表达式和错乱claudin 5 ZO-1表达式与虚假的控制大脑。创伤性脑损伤可引起肥大细胞激活、神经炎症和错乱的紧密连接蛋白与BBB通透性增高有关。我们建议抑制肥大细胞激活可以抑制神经免疫反应和神经胶质细胞activation-associated在创伤性脑损伤的神经炎症和神经退行性变的。

1。介绍

获得脑损伤可能是由于创伤或nontraumatic损伤。创伤性脑损伤(TBI)是“一个改变在脑功能或其他外力造成的大脑病理学的证据(打开/渗透或关闭/非穿透)(美国脑损伤协会,维也纳,弗吉尼亚州,美国)。“创伤性脑损伤可能是由于瀑布、攻击、车辆事故,体育相关的活动受伤,头部创伤,枪声,与工作相关的伤害、虐待儿童、家庭暴力,军事活动包括爆炸,等等。Non-TBI可能是由于中风,疾病,癫痫,肿瘤,毒素、代谢疾病,缺氧,药物过量,大约170万美国人每年报告创伤性脑损伤等。在美国,大约有300万人生活在一个终身残疾1]。创伤性脑损伤直接导致原发性脑损伤和间接继发性脑损害。二次脑损伤是由于神经免疫和炎症反应,创伤性脑损伤(2]。创伤性脑损伤可能会扰乱大脑和其他器官的正常功能(3]。严重创伤性脑损伤的发病机理可能范围从“温和”轻微的精神状态的变化或意识与无意识“严重”或失忆后的脑损伤。脑损伤的急性和慢性影响显著不同人与人之间或在创伤性脑损伤动物模型3,4]。因此,没有两个脑外伤是相同的关于神经免疫反应和疾病严重程度。脑损伤的严重程度取决于几个因素,包括事业,位置在大脑中,年龄、性别、和损伤的程度(美国脑损伤协会、维也纳、VA) (5]。尽管目前治疗方案显著提高生存率和神经缺陷,创伤性脑损伤的潜在分子和免疫机制在很大程度上仍是未知的(6,7]。

肥大细胞在免疫和炎症效应细胞系统与神经保护以及有害的神经退化,这取决于类型和网站激活(8- - - - - -12]。肥大细胞通常出现在大脑的不同区域,包括脑膜、内嗅皮层,脉络丛、嗅球、中脑、丘脑、下丘脑13]。激活肥大细胞释放预存储(preactivated)和新生成的多功能炎性分子包括细胞因子,趋化因子,和神经毒性分子直接诱导炎症和血脑屏障(BBB)分解和/或激活星形胶质细胞、小胶质细胞、神经元释放额外的炎症介质,进一步促进神经元死亡和认知功能障碍在神经退行性疾病8,14- - - - - -16]。一些研究报告表明,肥大细胞早期反应脑损伤后释放许多介质诱导神经过程,但以后可能会导致大脑injury-associated发病机理(5,17]。蛋白酶激活受体(PARs)明显表现在边缘系统和中枢神经系统(CNS) [18]。PAR-1,杆、三杆和4杆亚型涉及许多炎症条件。神经元,小胶质细胞、星形细胞,胶质细胞和内皮细胞表达大脑部分(19,20.]。杆水平增加大脑的神经炎症和神经退行性疾病21- - - - - -23]。类胰蛋白酶(蛋白酶)发布的脱颗粒的肥大细胞可以激活增殖蛋白激酶(MAPKs),核因子kappa-B (NF -κB),蛋白激酶C (PKC)和Ca^{+ +}路径中涉及的促炎细胞因子和趋化因子的产生通过杆在胶质细胞和神经元的激活23,24]。在这项研究中,我们分析了肥大细胞激活,杆,趋化因子配体2碳碳图案(CCL2)、血管内皮生长因子受体2 (VEGFR2)和紧密连接蛋白claudin 5和Zonula occludens-1 (ZO-1)表达在体重drop-induced创伤性脑损伤的老鼠的大脑。我们报告了肥大细胞激活和调节CCL2,杆,VEGFR2表达claudin 5的水平和ZO-1在小鼠创伤性脑损伤的大脑。

2。材料和方法

2.1。试剂

Claudin 5单克隆抗体(AC3C2), VEGF受体2单克隆抗体(B.309.4) ZO-1单克隆抗体、多克隆胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)抗体,Alexa萤石568驴anti-rabbit (H + L)抗体,4 ,6-diamidino-2-phenylindole盐酸盐(DAPI),组织提取试剂,杜尔贝科的磷酸盐(DPBS), BCA蛋白质分析工具包(皮尔斯),和互译超TMB-ELISA解决方案是购自热费希尔科学(罗克福德,IL)。山羊anti-mouse免疫球蛋白FITCs抗体和甲苯胺蓝O取自Sigma-Aldrich(圣路易斯,密苏里州)。Anti-NeuN抗体(兔多克隆)神经元标记获得Abcam (Cambridge, MA)。CCL2 DuoSet酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒研发获得系统(明尼阿波利斯、锰)。

2.2。体重Drop-Induced Closed-Head急性创伤性脑损伤模型和实验过程

野生型(C57BL / 6) 8-week-old雄性老鼠被用来诱导体重drop-associated closed-head急性创伤性脑损伤。在这个模型中,鼠标使用异氟烷麻醉,头被放置在海绵表面允许头沿着由于体重下降。然后,头骨和一个切口暴露在顶部。这之后,一个金属重量(35 g)被释放从80厘米以上自由落体头通过垂直管(引导路径)诱导创伤性脑损伤没有颅骨切开术,作为closed-head伤害他人之前报道的体重下降模式25- - - - - -28]。然后,复苏的皮肤缝合。小鼠的体温维持在37°C在这些程序。唯一的皮肤切口是在虚假的控制小鼠体重下降过程。然后,老鼠回到笼子里免费的水和食物。在24小时( 老鼠)和72 h ( 创伤性脑损伤的老鼠),这些老鼠和虚假的控制老鼠( 老鼠)安乐死,收集血液样本,和被大脑处理和部分切割使用低温恒温器。然后,血清分离血栓的离心管在2000 g 10分钟冷冻离心机和储存在-80°C,直到CCL2 ELISA测定。脑组织部分(20μ米)准备从这些检测大脑的肥大细胞甲苯胺蓝和杆的分析,NeuN, VEGFR2, claudin 5,通过免疫荧光染色和ZO-1表达,正如我们之前所报道的(21,29日]。维护的老鼠和实验进行了“根据建议Guide实验室动物保健和使用美国国立卫生研究院(NIH)和动物实验的伦理委员会批准,密苏里大学的(密苏里州哥伦比亚)。”

2.3。体重Drop-Induced病变

低温恒温器的大脑部分(20μ米)从创伤性脑损伤和虚假的控制老鼠的大脑沾0.1%结晶紫染色方案大约5分钟,清洗,处理酒精,用二甲苯清理,安装。这些部分亮场显微镜下观察使用20 x的目标。然后,检查病变捕获的图像区域。

2.4。肥大细胞染色以0.1%甲苯胺蓝染色

低温恒温器部分从24 h和72 h创伤性脑损伤的小鼠和野生型虚假的控制没有创伤性脑损伤的小鼠被用来检测肥大细胞( 老鼠/组)。肥大细胞被发现在这些大脑区域与0.1%甲苯胺蓝染色后2分钟。肥大细胞被发现在这些部分由紫颜色或不同层次的蓝色,在显微镜下观察到的,正如我们之前所报道的(21]。肥大细胞的数量统计图像中的每个字段在高倍下提供的图。肥大细胞数量和其脱粒地位取决于他们的异常形态和细胞外的细胞质颗粒的存在在亮场显微镜使用100 x的目标。

2.5。量化的CCL2大脑和血清急性创伤性脑损伤的老鼠

脑组织溶解产物使用组织提取试剂和tearor就做好了准备。蛋白质浓度在大脑中溶解产物使用BCA蛋白量化分析工具按照制造商的指示。CCL2水平量化在大脑中溶解产物并使用商业DuoSet血清酶联免疫试剂盒按照制造商的指导方针。的光学密度板在450 nm标读(分子器件、桑尼维尔CA),正如我们之前所报道的(29日- - - - - -31日]。

2.6。免疫荧光检测杆、NeuN VEGFR2, Claudin 5, ZO-1在小鼠急性创伤性脑损伤的大脑

低温恒温器部分从24 h和72 h创伤性脑损伤大脑和虚假的控制老鼠的大脑和4%多聚甲醛溶液固定。免疫荧光标记进行使用anti-PAR-2鼠单克隆抗体(1:100)以及一个anti-NeuN兔多克隆抗体(1:500),正如我们报道(21,29日]。短暂,大脑部分被孵化与混合抗体在4°C隔夜温和的颤抖和孵化的Alexa面粉488山羊anti-rabbit免疫球蛋白g(1: 300)和anti-mouse免疫球蛋白/山羊anti-mouse德克萨斯红二级抗体(1:500)一小时在室温下与温柔的震动免疫荧光标记。细胞的细胞核与DAPI染色。部分是用DPBS洗净,挂载,干,认为共焦荧光显微镜(徕卡Microsystems GmbH德国;哈利·s·杜鲁门纪念退伍军人医院,密苏里州哥伦比亚)。显微照片拍摄使用油浸物镜(40或63 x),正如我们已经报道(29日,32- - - - - -36]。同样,我们执行双重免疫荧光染色VEGFR2 (1: 200), claudin 5 (1: 100), ZO-1 (5μg / ml)大脑的部分从24 h和72 h创伤性脑损伤的大脑以及虚假的控制老鼠的大脑与DAPI对细胞的细胞核。免疫反应性的强度量化的图像在三个不同领域使用ImageJ软件(National Institutes of Health),马里兰州贝塞斯达)。%的结果提供了虚假的控制在酒吧图表(37]。

2.7。行为研究

2.7.1。新对象识别(也)测试的认知能力

这个测试是用来评估视觉记忆功能和物体识别记忆在大脑疾病动物模型,包括创伤性脑损伤。也不是基于事实的啮齿动物对新事物探索更多比一个熟悉的对象。通常,动物小说花更多的时间和物体比熟悉的对象。然而,鼠标与认知障碍可能会认不出熟悉的物体,因此可能不会花更多的时间与小说对象。在该测试中,首先,老鼠被暴露在两个相似的对象(,)5分钟每天在创伤性脑损伤的过程在一个开放的领域领域广场有机玻璃仪器熟悉高墙。所花费的时间接近每个对象被记录。然后鼠标被放置在原来的笼子里。接下来,老鼠暴露在一个熟悉的对象(A)和一个新的对象(B)在同一地点熟悉培训后24 h和72 h的创伤性脑损伤。再次,附近的时间被记录并确定每个对象的认知状态,此前报道在创伤性脑损伤38,39]。测试之间的有机玻璃仪器清洗以70%乙醇与每个鼠标。

2.8。统计分析

肥大细胞计数的结果,ELISA和免疫反应性强度统计分析了单向方差分析(方差分析)和Tukey-Kramer多重比较分析使用GraphPad InStat 3软件。虚假的控制和创伤性脑损伤组之间的显著差异。结果提供 。

3所示。结果

3.1。TBI-Induced病变和星形胶质细胞的激活

确认weight-induced创伤性脑损伤的影响,形成虚假的控制和创伤性脑损伤的老鼠的大脑被移除和检查( )。代表整个大脑的图像(图1(一))和0.1%结晶紫染色显示出血在创伤性脑损伤的大脑(图/炎症反应1 (b))比虚假的控制老鼠的大脑。代表缩影照片显示了一个数量的增加星形胶质细胞激活(红色)由GFAP免疫染色的星形胶质细胞在创伤性脑损伤的老鼠(72 h)与虚假的控制老鼠(图1 (c))。这些结果显示重量drop-induced星形胶质细胞的激活在创伤性脑损伤的老鼠的大脑病变区域。

3.2。急性创伤性脑损伤的增加肥大细胞数量及其激活大脑中

肥大细胞在大脑中进行评估部分重量drop-induced创伤性脑损伤后24 h和72 h和虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤( 老鼠/组)。这些大脑区域孵化了0.1%甲苯胺蓝对肥大细胞检测大脑中。数量和激活肥大细胞(紫色,黑色箭头)状态的增加在24 h和72 h与虚假的创伤性脑损伤的大脑相比控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤(图2(一个))。虚假的控制老鼠的大脑并没有显示肥大细胞脱粒。然而,肥大细胞在创伤性脑损伤的大脑显示数字以及脱粒,增加细胞外广泛的细胞质颗粒的存在就证明了这一点(箭头)。脱粒肥大细胞显示不规则形状(箭头),与正常的肥大细胞。甲苯胺的总数中肥大细胞在创伤性脑损伤的大脑相比,增加了虚假的控制老鼠的大脑(图2 (b); )。

3.3。增加的CCL2大脑和血清急性创伤性脑损伤

接下来,我们量化CCL2水平脑组织溶解产物,从小鼠血清后24 h和72 h的重量drop-induced创伤性脑损伤( )。结果显示显著增加大脑和血清水平的CCL2在创伤性脑损伤后24 h和72 h与虚假的控制水平相比没有创伤性脑损伤的小鼠(数字3(一个)和3 (b), )。这些观察表明,趋化因子CCL2水平增加脑损伤后不久。

3.4。急性创伤性脑损伤的大脑中表达增加杆

杆表达式分析了大脑的部分从24 h和72 h体重下降创伤性脑损伤模型和虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤( 老鼠/组)。我们分析了杆的表达为炎症,NeuN神经元,DAPI这些大脑的细胞细胞核部分通过免疫荧光染色。结果显示增加的水平杆表达式(红色,白色箭头)在24 h和72 h与虚假的创伤性脑损伤的大脑相比控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤(图4)。细胞的细胞核蓝色(DAPI)所示。72 h后创伤性脑损伤的大脑部分显示更杆的表情比24小时的大脑部分。

3.5。急性创伤性脑损伤的大脑中增加VEGFR2表达式

VEGFR2表达式分析部分从大脑24 h和72 h后体重drop-induced创伤性脑损伤和虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤( 老鼠/组)免疫荧光染色。免疫反应性显微照片和染色强度棒图显示增加VEGFR2表达式(图5(一个);红色)在24 h和72 h急性创伤性脑损伤的大脑比虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤(图5 (b); )。细胞的细胞核与DAPI蓝色所示。

3.6。急性创伤性脑损伤影响Claudin 5表达在大脑中

紧junction-associated claudin 5表达式分析了大脑24 h和72 h后体重下降模型的急性创伤性脑损伤和虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤( 老鼠/组)免疫荧光染色。Claudin 5表达式(红色)显示错乱在24 h和72 h,减少创伤性脑损伤的大脑比虚假的大脑没有创伤性脑损伤(数字控制6(一)和6 (b); )。细胞的细胞核与DAPI蓝色所示。

3.7。急性创伤性脑损伤的大脑中影响ZO-1表达式

紧junction-associated ZO-1表达式分析了大脑中的部分24 h和72 h后体重下降模型的急性创伤性脑损伤和虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤( 老鼠/组)。ZO-1表达式(图7(一);红色)显示错乱,减少在24 h和72 h急性创伤性脑损伤的大脑比虚假的控制老鼠的大脑没有创伤性脑损伤(图7 (b); )。细胞的细胞核与DAPI蓝色所示。

3.8。创伤性脑损伤诱发认知缺陷评估和测试

和测试的前一天进行创伤性脑损伤的感应,24小时,72 h后创伤性脑损伤诱导( 老鼠/组)。和控制结果表明,虚假的老鼠表现出更多时间在小说对象比熟悉的对象表示虚假的控制老鼠认识到熟悉的物体,从而花更多的时间在小说对象。然而,创伤性脑损伤的老鼠显示表现不佳,因为他们并没有显示出增加的时间附近的小说由于这些老鼠没有认识到小说对象说明认知功能受损(图8)。

4所示。讨论

创伤性脑损伤是一个重要的全球健康问题由于其发病率和死亡率。然而,创伤性脑损伤后神经免疫反应的确切机制是可以理解的。因此,我们调查了肥大细胞激活和表达的杆,VEGFR2, claudin 5, ZO-1 closed-head后小鼠的大脑重量drop-induced急性创伤性脑损伤。我们还测量了CCL2虚假的控制和创伤性脑损伤的老鼠的大脑和血清在目前的研究。我们将演示增加数量和肥大细胞脱粒的24小时以及72 h急性创伤性脑损伤的大脑比虚假的控制的大脑没有创伤性脑损伤。此外,我们发现脑膜(软脑膜)的激活肥大细胞在创伤性脑损伤。此外,急性创伤性脑损伤的水平增加CCL2,杆,VEGFR2和错乱claudin 5和ZO-1表达式的大脑比虚假的控制老鼠的大脑。体重drop-induced创伤性脑损伤被选中来模拟交通事故,瀑布,震荡性的头部创伤,和家庭暴力。肥大细胞可以通过增加BBB通透性,促进脑损伤脑水肿、外渗,出血中风症状的神经免疫反应后肥大细胞激活(13]。体重下降模型广泛用于创伤性脑损伤的动物模型。然而,组织病理学变化,免疫和炎症反应,和行为变化各不相同,有很多变化在实验过程和动物使用(1,27]。神经免疫反应的机理和性质,包括柱状细胞反应,创伤和创伤性脑损伤后更复杂的理解。更好的理解的机制参与TBI-mediated神经免疫和肥大细胞反应是至关重要的发展和积极治疗创伤性脑损伤的新方法。然而,啮齿动物和人类肥大细胞在表型变化,刺激的免疫应答,和介质的频谱(pro -和抗炎)释放。因此,发现与肥大细胞在啮齿动物中也应评估患者,先前报道(13]。成熟的肥大细胞可以从外围到大脑不同病理生理条件下(13]。

最近的一份报告显示,脑膜肥大细胞是至关重要的效应细胞在中风的发病机理40]。这是因为所有的血管通过脑膜之前进入大脑。这使得脑膜和居民免疫细胞起到保护看门人争夺大脑实质。脑膜肥大细胞是长期居民免疫细胞充满了预制和preactivated介质存储在电子致密细胞质分泌颗粒,并准备发布的脱粒过程在几秒钟。因此,这些脑膜居民肥大细胞作为容易武装士兵脑膜门口(41]。因此,脑膜brain-immune交互中扮演了一个重要的角色在不同的脑部疾病,包括脑损伤和中风(40]。硬脑膜包含居民肥大细胞比脑膜膜。我们没有获得硬脑膜在这项研究中分析肥大细胞。然而,我们的未来的研究将集中在创伤性脑损伤硬脑膜和其他脑膜膜。此外,脑肥大细胞被证明增加中风(BBB通透性42]。肥大细胞可以提供神经保护最初,肥大细胞衍生肝素和蛋白酶有助于溶解血凝块中风后(40,43]。肥大细胞被认为是作为“第一反应者”在受伤后在大脑中来保护它10,44- - - - - -46]。肥大细胞脱颗粒产品,如组胺、TNF -α、肝素、转化生长因子(TGF -β)和蛋白酶释放受伤后立即可以提供神经保护和执行伤口愈合。肥大细胞在伤口愈合过程中至关重要,包括体内感染伤口和组织修复机制(47,48]。和持续的肥大细胞激活可以有害和毒害神经的基于组织和疾病条件下(49]。肥大细胞activation-mediated组胺和其他介质导致创伤性脑损伤患者的常见创伤后头痛(49]。大约18 - 58%的创伤性脑损伤的患者表现出创伤后头痛(甲状旁腺素)一年后创伤,和甲状旁腺素是一个重要的严重性预测脑震荡后(50- - - - - -52]。急性脑膜肥大细胞的激活导致慢性疼痛和定位肥大细胞轻度closed-head损伤后早期预防性治疗(53]。我们的研究结果表明,肥大细胞数量和他们在创伤性脑损伤的大脑激活状态增加。然而,应该指出的是,肥大细胞的数量,激活肥大细胞和肥大细胞响应老鼠和人类之间的不同。我们发现老鼠大脑中肥大细胞用甲苯胺蓝染色法是常用的。此外,没有单一的类胰蛋白酶的小鼠进行免疫染色来检测所有的肥大细胞。人类肥大细胞大致分为两种类型(MCT类型包含类胰蛋白酶和MCTC类型包含两类胰蛋白酶和chymase)而不是鼠标。小鼠肥大细胞是不同的,许多类型的类型基于小鼠肥大细胞蛋白酶,因此很难确定特定类型。所以,我们没有检查特定类型的肥大细胞在创伤性脑损伤后。我们和其他人之前报道,在生理条件下,肥大细胞存在于大脑的总数是有限的。然而,肥大细胞是强大的细胞,甚至有些肥大细胞可以释放足够的大量的炎症介质,会影响血脑屏障和激活神经胶质和大脑中的神经元54,55]。

大脑的神经胶质细胞和神经元表达CCL2,可以招募的炎症免疫细胞进入网站限制脑损伤的神经保护作用[56]。然而,高水平的CCL2会导致免疫细胞的广泛渗透,增加BBB通透性,促进神经炎症和水肿57,58]。因此,在这项研究中我们CCL2化验。创伤性脑损伤和脑内出血患者血浆和血清水平升高CCl2早在2 h以后,让可怜的结果(59,60]。我们目前的研究表明CCL2水平增加大脑和体重drop-induced创伤性脑损伤小鼠的血清。增加CCL2在创伤性脑损伤可能引起免疫细胞的招聘,包括肥大细胞及其activation-associated神经炎症通路。神经炎症条件表达式(增加杆21- - - - - -23]。从肥大细胞类胰蛋白酶释放可以增加神经炎症介质的释放的神经胶质细胞(23,24]。肥大细胞类胰蛋白酶等蛋白酶可以提高表达和移植一些炎性细胞因子和趋化因子的表达在神经炎症。增加杆表达式中观察到在24 h和72 h本研究创伤性脑损伤的大脑可能是由于增加的肥大细胞激活。因此,我们建议杆表达的抑制可能是一个新的创伤性脑损伤的治疗目标,正如前面提出的神经炎症条件(20.]。

VEGF是血管渗透性的重要调节器,包括大脑中微血管通透性。然而,增加VEGF水平和VEGFR2 VEGF受体的炎症,会导致BBB通透性增加,水肿在神经炎症条件下包括创伤、和脑微血管内皮细胞激活(61年,62年]。VEGFR2是表达的神经元,大脑的神经胶细胞,内皮细胞(63年]。大脑的脑损伤诱导血管生成。Marmarou加速度的影响模型和其他脑损伤模型已知增加VEGF和VEGFR2表达式(64年,65年]。我们目前的研究还报告增加VEGFR2在创伤性脑损伤的大脑比虚假的控制老鼠的大脑,表明创伤性脑损伤的免疫反应。内皮细胞是由几个紧密连接蛋白结构连接形式BBB和调节大脑微血管通透性。Claudin 5和ZO-1 BBB的基本组件,形成紧密连接,调节BBB通透性。这些差别紊乱或对这些紧密连接蛋白可以增加BBB通透性和脑水肿。增加颅内压由于水肿和炎症可以进一步引起或紊乱和BBB差别紧密连接蛋白对这些障碍和损害。创伤,包括流体冲击损伤(FPI), 24小时后可以减少紧密连接蛋白损伤小鼠(66年]。这些先前的发现证实了我们现在观察到claudin 5和ZO-1水平在24 h和72 h差别显示错乱,对这些创伤性脑损伤的大脑。增加杆claudin 5的差别会导致紊乱,对这些基因的表达和ZO-1表达式,也观察到在这个研究。存在高水平的血清中CCL2目前研究表明BBB的中断和泄漏的CCL2 BBB破坏。同样,免疫细胞,包括肥大细胞,可以进入大脑在创伤性脑损伤后受损的BBB。肥大细胞衍生炎症介质可以增加BBB通透性(67年]。此外,最近的一项研究表明,CCL2可以诱导的内皮细胞紧密连接蛋白拆卸大脑(57]。创伤性脑损伤的严重程度更加依赖水肿/肿胀是由于比主受伤本身BBB通透性增加。

创伤或创伤性脑损伤产生的直接主要在大脑中神经与血管的损伤和gliovascular单位。这种原发性脑损伤可能导致直接的神经免疫和神经炎症反应导致免疫细胞的激活,包括小胶质细胞(居民免疫细胞),星形胶质细胞,肥大细胞在大脑中薄壁组织和居民脑膜的肥大细胞。肥大细胞活化与脱粒和释放预存储preactivated组胺、肝素、肿瘤坏死因子-α,紧随其后的是新合成细胞因子、趋化因子和神经毒性介质,可以作用于小胶质细胞星形胶质细胞和神经元。这些激活的胶质细胞和神经元释放一些神经炎症介质,可以进一步作用于神经胶质细胞、神经细胞、内皮细胞、周,肥大细胞在一个恶性循环。CCL2从肥大细胞和脑细胞释放引起的渗透在大脑中免疫细胞的损伤。这将导致增加杆和VEGFR2表达式,BBB通透性,减少紧密连接蛋白及其紊乱和水肿。这种不断的恶性过程可能会导致移植神经炎症和创伤性脑损伤后神经元死亡和继发性脑损伤,如图9。

5。结论

在这项研究中,我们已经表明,肥大细胞激活和BBB破坏会导致神经炎症重drop-induced急性创伤性脑损伤大脑。然而,还需要进一步深入的超微结构和神经免疫的研究来更好地了解精确的神经保护机制,神经退化,各种类型的创伤性脑损伤后的神经毒性机制。我们未来的研究将集中在大脑中肥大细胞的量化和脑膜的膜,紧密连接蛋白,和其他关键肥大细胞和其他神经炎症生物标记和创伤性脑损伤的治疗选项。

数据可用性

用来支持研究中发现的数据可用以合理请求到相应的作者。

信息披露

投资者没有参与研究设计、数据收集和分析,解释,和写作的手稿。本文档中包含的观点和结论是作者和不应被解释为代表的官方政策,表达或暗示,伦纳德伍德研究所的美国陆军研究实验室,或美国政府。美国政府授权的复制和分发再版用于政府尽管任何版权符号在此。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

伦纳德伍德研究所的这项研究是由美国陆军研究实验室合作(合作协议下完成w911nf - 14 - 2 - 0034)。作者表达自己的感谢创伤的急性影响财团在协助和协调这个项目的开展伦纳德堡木头。本研究也支持了NIH AG048205和VA研究职业科学家奖授予Asgar查希尔。

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