米诺环素在皮层下缺血性血管性痴呆中的新治疗策略及其对少突胶质细胞的作用机制研究

摘要

血管性痴呆(vascular dementia，VaD)是目前继老年性痴呆之后，临床发病率排在第二位的认知功能障碍性疾病。其中由慢性缺血再灌导致小血管疾病而引起的皮层下缺血性血管性痴呆(subcortical ischemic vascular dementia，SIVD)是非常常见的一种类型，多见于高血压、动脉硬化的患者，具有代表性的是皮质下动脉硬化性脑病，主要的病理表现为白质损伤引起的认知功能障碍和胶质细胞的激活。脑内白质由于其血流供应不如皮质丰富，当处于长期低灌注时，极易造成慢性缺血性脑白质病变。近年来，研究者对慢性缺血性痴呆患者进行磁共振影像，显示患者白质损伤常常呈进行性加重，常出现在有明显认知功能障碍之前;尸检发现其主要的病理改变包括内囊等白质区域的神经纤维稀疏化和由少突胶质细胞构成的髓鞘发生损伤，但至今尚不清楚其发病机制。目前研究慢性缺血性痴呆的动物模型有大鼠双侧颈总动脉结扎模型和小鼠单侧颈总动脉结扎模型等，通过对这些动物模型的研究，发现慢性缺血后期胼胝体区域存在着明显的白质损伤并出现认知功能障碍。针对此类病变，目前临床上主要以控制危险因素等防范措施为主，药物治疗（如胆碱酯酶抑制剂、血管扩张药等）的疗效有限，且不能有效逆转已经发生的损伤、减缓疾病的进程，到目前为止还没有针对SIVD的特效药物，这也成为临床SIVD治疗的重大难题，所以有必要研究和阐明该疾病的发病机制。
　　米诺环素(minocycline)是一个半合成的第二代四环素，被用来治疗多种感染性疾病，具有较小的不良反应。但是由于四环素的抗菌耐药性和其他新的抗生素的产生，米诺环素作为抗生素使用在临床上有所下降。近期除了抗菌作用外，米诺环素还被发现有新的功能，如抗炎，谷氨酸拮抗剂，抗凋亡等。由于米诺环素具有较高的脂溶性，所以容易通过血脑屏障。因此米诺环素可以治疗中枢神经系统疾病。目前米诺环素已经被发现可以治疗一些神经疾病，例如多发性硬化症，阿尔兹海默病(Alzheimer's disease，AD)，帕金森病和脑损伤。
　　近期研究发现，米诺环素能够保护中动脉堵塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型诱导的急性大鼠脑缺血损伤，提高动物的神经评分指标、运动协调能力和存活率以及减少神经元的凋亡。在双侧或者单侧颈总动脉阻塞诱导的新生大鼠的低氧损伤模型中，米诺环素对脑缺血损伤引起的白质损伤发挥保护作用。米诺环素也可以通过抑制小胶质细胞的激活和硝化应激反应改善少突胶质细胞的丢失和脱髓鞘反应，保护新生大鼠的神经行为学。另外米诺环素还可以改善由显微注射N-甲基天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)诱导的纹状体部位的急性脑白质损伤。因此我们设想米诺环素可能对SIVD疾病也存在有效的保护作用。但是，Tsuji et al研究发现在新生小鼠脑低氧诱导的白质损伤中，米诺环素表现出损伤作用。在注射溴化乙锭诱导的脱髓鞘模型中，米诺环素通过抑制脱髓鞘后少突胶质细胞前体细胞(oligodendrocyte progenitor cells，OPCs)的产生，抑制损伤后髓鞘再生。因此米诺环素对SIVD的作用以及对少突胶质细胞和OPCs的作用还需要进一步研究。由于rUCCAO诱导的SIVD疾病和白质损伤的病理机制的复杂性，也需要研究药物在此疾病中的不同治疗策略。
　　通过前期（见第二部分附录）实验发现，利用永久性结扎小鼠右侧颈总动脉制作的SIVD模型，能够进一步研究疾病的病理改变和治疗策略。因此我们利用此模型研究了皮层下缺血性血管性痴呆疾病的病理改变机制以及米诺环素对疾病引起的白质损伤和少突胶质细胞丢失的作用。实验发现，按照下列方式给予米诺环素(25 mg/kg):D0-32，D0-3（早期），D15-32（后期）以及D0-3&15-32能够逆转手术后诱导的新事物识别和水迷宫模型小鼠学习记忆能力的下降，也能抑制髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein，MBP)表达的减少。但是如果按照D0-7或者D4-32的方式给予米诺环素，即使使用相同的药物剂量，对SIVD也没有保护作用。甚至，如果按照D4-7或者D4-14（中期）的方式给予米诺环素还会加重手术引起的认知功能障碍和髓鞘蛋白的丢失。米诺环素能抑制SIVD早期和后期的成熟少突胶质细胞的丢失，而对于疾病中期给药没有明显作用。米诺环素能促进SIVD早期和后期OPCs数目的增加，但是在中期会减少OPCs的数目。米诺环素在体外实验中能上调OPCs细胞周期中S期和G2/M期的百分率，并且能逆转手术引起的细胞周期相关蛋白Cdk2和cyclin A表达的下降。利用小胶质细胞迁移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF），我们发现米诺环素早期的保护作用可能主要不是通过抑制小胶质细胞激活。
　　实验结果提示米诺环素对SIVD有保护作用，由于米诺环素对于OPCs和成熟的少突胶质细胞的复杂作用，米诺环素对SIVD的保护作用呈现阶段依赖性，为临床上使用米诺环素治疗SIVD提供新的治疗策略。

目录

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论文说明

致谢

摘要

缩略词表

1 米诺环素在皮层下缺血性血管性痴呆中的新治疗策略和对少突胶质细胞作用的机制研究

1．1 引言

1．2 实验材料

1．3 实验方法

1．4 实验结果

1．5 讨论

1．6 小结

2 (附录)肌肽在皮层下缺血性血管性痴呆中的保护作用

2．1 引言

2．2 材料和方法

2．3 实验方法

2．4 实验结果

2．5 讨论

2．6 小结

参考文献

结论和创新点

综述：血管性痴呆研究现状：药物预防与治疗的方法与展望

作者简历和博士期间获得科研成果