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经典Wnt/β-catenin通路如何在多发性硬化症中起舞

解螺旋  · 公众号  · 医学  · 2017-04-21 18:00

正文

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作者:米粒儿(转载请注:解螺旋·医生科研助手)


提到多发性硬化症,多数人都是一脸懵逼,what?什么鬼?渐冻人吗?NO,NO,NO!!!


多发性硬化症是一种自身免疫性弥漫性结缔组织疾病,突出的特征是皮肤发硬,以手、足皮肤硬化最常见,严重时可以出现全身皮肤僵硬。而渐冻人是肌萎缩侧索硬化也叫运动神经元病,它是上运动神经元和下运动神经元损伤之后,导致四肢、躯干、胸部腹部的肌肉逐渐无力和萎缩。二者病因不同,因此治疗方案也是不同的。

 


作为一种常见的获得性、免疫介导的中枢神经系统,血脑屏障(BBB)的破坏是多发性硬化症的决定性特征。因此,目前急需寻找保护和修复脑血管障壁功能的治疗手段。而经典信号通路Wnt/β-catenin已证明在正常中枢神经系统的BBB形成和维持中起主要作用,但是Wnt/β-catenin在多发性硬化症中如何修复BBB的机制还未被关注。


近日,PNAS发文对这一问题给予了关注。今天跟大家共同分享这篇文章,学习Wnt/β-catenin如何在多发性硬化症形成过程中起舞。

 

文章标题:Endothelial Wnt/β-catenin signaling reduces immunecell infiltration in multiple sclerosis(回复17420下载文献,一周内有效)


主要结论

 

本研究指出Wnt/β-catenin通路在人多发性硬化症和小鼠自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中的表达都增强。EAE发展过程中Wnt/β-catenin活性增强与Wnt3的表达呈现显著相关性。

 

在中枢神经内皮组织中抑制Wnt/β-catenin通路后,CD4+ T细胞渗透进入中枢神经,然后被细胞粘附分子1和胞转相关蛋白Caveolin-1脱髓鞘,进而促进内皮的胞转移。

 

实验结果显示在EAE和MS中枢神经血管中Wnt/β-catenin通路的再活化可以修复BBB的完整性和限制免疫细胞渗透进入中枢神经系统。



文章思路

 

为了探讨Wnt/β-catenin在人多发性硬化症和小鼠自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中所发挥的作用,本文作者主要分三个层次进行研究:效应,机制,机制验证。

 


在效应阶段主要回答了Wnt/β-catenin是否在人多发性硬化症和小鼠自身免疫性脑脊髓炎(EAE)发挥作用,以及在此过程中起作用的Wnt配体是什么。

 

采用TCF/LEF1::H2B-eGFP Wnt reporter 转基因小鼠,检测Wnt以及Wnt下游分子Apcdd1


和Y-box 17定位及在健康和EAE小鼠不同表达情况,结果见下图。实验结果证明在EAE形成过程中,Wnt/β-catenin通路在中枢神经系统血管中被激活。



Wnt/β-catenin通路发挥作用通常需要配体的支持,在本文中作者检测一系列Wnt配体包括Wnt3,Wnt5a,Wnt7a,Wnt3。发现Wnt配体Wnt3和Wnt5a随着Wnt通路活性增强而增强。



在机制阶段,由于相关研究指出β-catenin的活化可能调节细胞连接,而在EAE形成和发展中,细胞连接被破坏。因此作者收集已发生EAE的C57BL/6J小鼠脊髓,检测细胞连接相关相关蛋白的表达情况。发现在wnt/β-catenin通路的活性与细胞连接破坏相关。


此外,在效应阶段已证实wnt/β-catenin在血管中表达升高,那么wnt/β-catenin是否通过影响脉管系统调节影响多发性硬化症呢?为了回答这一问题,作者检测wnt/β-catenin下游SOX17的表达,发现在多发性硬化症中SOX17表达显著升高。结果表明,在多发性硬化症发生时,wnt/β-catenin通路在内皮细胞的血管中再活化。

 

在回复实验阶段,作者建立了过表达Wnt抑制因子Axin的转基因小鼠模型(dTg),并在该小鼠模型中诱导EAE后收集脊髓进行相关实验。结果显示,在Wnt抑制的小鼠模型dTg中,EAE分数显著增加,生存率显著降低。此外,作者还检测细胞连接相关蛋白(Cadherin-5, β-catenin, Claudin-5, Occludin, ZO-1,AJ和TJ)的表达。发现Wnt通路抑制不影响细胞连接。



此外,作者还发现在dTg小鼠中,CD4+细胞数明显增加,脊髓髓鞘区域面积显著降低。因此,Wnt通路活化显著增强免疫细胞浸润和脱髓鞘能力。进一步的,作者检测发现免疫细胞浸润能力增强是由于VCAM-1表达升高引起的。

 


最后,考虑到CAV-1和Cavin-2在BBB连接和脱髓鞘中的作用,作者检测dTg小鼠中二者的表达,结果显示CAV-1含量显著升高。而CAV-1胞吞蛋白Albumin-Alexa594蛋白的表达也增加。以上实验结果表明,抑制Wnt通路活化增强VCAM-1和Cav-1的表达,促进CD4+T细胞浸润。

 

参考文献:Endothelial Wnt/β-catenin signaling reduces immunecell infiltration in multiple sclerosis




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