Tricellulin在鉛暴露誘導血-腦脊液屏障通透性改變中的作用及機制研究.pdf

1、鉛作為一種生活中廣泛應(yīng)用但具有毒性的重金屬,能夠造成人體多個系統(tǒng)和器官功能紊亂和損傷,尤其對中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)的損傷最為嚴重。兒童由于其發(fā)育、代謝的特點,對鉛的神經(jīng)毒性尤為敏感,能夠嚴重影響兒童CNS發(fā)育,造成智力下降,認知功能異常等。鉛神經(jīng)毒性的作用機制包括多個方面,近年來研究提示血腦屏障通透性改變在鉛神經(jīng)毒性中的作用越來越引起人們的重視。
　　血腦屏障(blood-brain

2、barrier,BBB)、血-腦脊液屏障(blood-cerebrospinal fluid barrier,BCB)在維持大腦內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。BCB是血腦屏障的重要組成部分,位于腦室脈絡(luò)叢的血液和腦脊液之間,主要由脈絡(luò)叢上皮細胞組成,能控制腦脊液的形成和運輸,并限制血液中有害物質(zhì)進入大腦。脈絡(luò)叢上皮細胞之間形成的緊密連接是BCB的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),能有效的阻止有害物質(zhì)從細胞間隙中穿過。緊密連接主要由多種緊密連接蛋白組成,包括oc

3、cludin家族,claudin家族和JAM家族。近年來,三細胞間緊密連接引起人們的廣泛重視。Tricellulin是近年來發(fā)現(xiàn)的一個新的緊密連接蛋白,由于主要分布在三細胞間,簡稱TRIC。TRIC存在于三個上皮細胞的交界處,不僅是緊密連接的重要組成部分,而且在功能上與跨膜蛋白occludin能形成互補作用。TRIC的分布廣泛,但是其在脈絡(luò)叢細胞中的表達及功能尚未見報道。
　　BCB是鉛的重要作用靶點之一,鉛暴露能夠引起增加BCB

4、的通透性,從而導致腦內(nèi)鉛含量增加。鉛暴露改變BCB通透性的具體機制尚不完全明確,可能與鉛暴露引起脈絡(luò)叢上皮細胞間緊密連接蛋白claudin-1的表達下降有關(guān),而TRIC是否在鉛誘導的BCB通透性改變中發(fā)揮作用尚不清楚。
　　【目的】
　　觀察TRIC在脈絡(luò)叢上皮細胞中的表達,探究TRIC在BCB中的作用;建立鉛誘導 BCB通透性改變的細胞模型,觀察鉛對TRIC表達水平的影響,并探討TRIC在鉛誘導的BCB通透性改變中的作用及

5、調(diào)控機制,從microRNA(miRNA)的角度揭示鉛暴露對TRIC表達的影響,為進一步闡明TRIC在BCB中的功能及其在鉛誘導BCB通透性改變機制中提供理論依據(jù)。
　　【方法】
　　1.采用免疫熒光染色、Western blot和PCR的方法檢測不同發(fā)育期SD仔鼠的脈絡(luò)叢細胞和體外培養(yǎng)不同時間的Z310細胞中TRIC的表達及定位情況。
　　2.利用Z310細胞建立體外BCB模型,進行siRNA轉(zhuǎn)染后,通過檢測跨膜內(nèi)皮

6、電阻(Transendothelial electrical resistance,TEER)和熒光葡聚糖(FITC-dextran)通透性檢測降低TRIC表達對屏障通透性的影響。
　　3.利用Z310細胞建立鉛暴露誘導體外BCB通透性改變模型,采用免疫熒光染色、Western blot、屏障通透性實驗及轉(zhuǎn)染高表達質(zhì)粒等方法檢測TRIC在鉛誘導體外BCB通透性改變中的作用。
　　4.通過生物信息學分析預測調(diào)控TRIC的mic

7、roRNA。采用qRT-PCR等方法檢測鉛暴露后脈絡(luò)叢上皮細胞內(nèi) TRIC相關(guān) microRNA的表達情況,并采用 Western blot、通透性實驗檢測相關(guān)microRNA對TRIC的表達調(diào)控及對BCB通透性的影響。
　　【結(jié)果】
　　1.TRIC在體內(nèi)、體外脈絡(luò)叢上皮細胞中均有表達,并參與BCB的形成
　　免疫熒光染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)TRIC在脈絡(luò)叢上皮細胞存在表達,主要在三細胞連接處分布,并且與occludin有共定位

8、現(xiàn)象。RT-PCR和Western blot結(jié)果顯示,TRIC在脈絡(luò)叢上皮細胞和永生化大鼠脈絡(luò)叢細胞Z310中均有表達,并且隨著仔鼠的發(fā)育和培養(yǎng)時間的延長,TRIC mRNA和蛋白表達呈逐漸升高趨勢。TEER和熒光葡聚糖通透性結(jié)果發(fā)現(xiàn),降低TRIC的表達可引起TEER下降至對照組的84％(P<0.05),葡聚糖通透性增加至對照組的1.5倍(P<0.05),提示TRIC在BCB通透性中發(fā)揮重要作用。
　　2.鉛暴露能降低TRIC的表

9、達和分布
　　通過加入5μM和10μM的醋酸鉛,利用Z310細胞建立鉛暴露誘導體外BCB通透性改變模型,Western blot實驗發(fā)現(xiàn)鉛暴露72h后能顯著降低TRIC的蛋白表達（P<0.05);免疫熒光染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)鉛暴露后 TRIC在細胞間的分布明顯減少(P<0.05)。
　　3.高表達TRIC能抑制鉛暴露引起的體外BCB的損傷
　　TEER和FITC-dextran通透性實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),鉛暴露能引起體外BCB的通透性

10、增加;轉(zhuǎn)染高表達TRIC質(zhì)粒后可增加TRIC的蛋白表達水平,并且TRIC在三細胞間的分布也明顯增加;高表達TRIC能部分降低鉛暴露誘導的體外BCB通透性改變程度(P<0.05)。
　　4.miR-203可能通過調(diào)控TRIC蛋白,參與鉛誘導的BCB通透性改變
　　生物信息學預測顯示,miR-203可能是調(diào)控TRIC的microRNA;qRT-PCR結(jié)果顯示,鉛暴露能引起脈絡(luò)叢上皮細胞和Z310細胞中 miR-203表達升高;加

11、入 miR-203 inhibitor能有效抑制miR-203的表達(P<0.05),并且降低miR-203的表達能部分抑制鉛誘導的TRIC蛋白表達下降(P<0.05),在一定程度上減輕鉛對體外BCB的損傷作用。
　　【結(jié)論】
　　1.體內(nèi)、體外實驗均證實TRIC在脈絡(luò)叢上皮細胞間存在表達,且其蛋白含量隨發(fā)育不斷增加,提示TRIC參與BCB的緊密連接的形成;降低TRIC能影響B(tài)CB功能的正常發(fā)揮。
　　2.鉛暴露能引起

12、Z310細胞中TRIC蛋白表達下降并引起TRIC在細胞間分布減少;高表達TRIC后能夠在一定程度上降低鉛暴露引起的BCB通透性增加,提示TRIC可能在鉛誘導的BCB通透性增加中發(fā)揮重要作用。
　　3.生物信息學分析發(fā)現(xiàn)miR-203可能是調(diào)控TRIC的microRNA;鉛暴露能改變脈絡(luò)叢上皮細胞中的miR-203的表達,而抑制 miR-203的表達能有效減少鉛對TRIC蛋白表達的影響,并且在一定程度上抑制鉛暴露造成的BCB通透性改