本發(fā)明屬制藥技術(shù)領(lǐng)域,涉及抗腦出血藥物,具體涉及血管性血友病因子vwf在制備抗腦出血藥物靶點(diǎn)中的用途。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)顯示抑制vwf活性有助于減輕腦出血后的炎癥反應(yīng)并減輕腦水腫,所述vwf可作為減輕腦出血損傷的有效靶點(diǎn),進(jìn)一步用于制備抗腦出血藥物。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)公開了血管性血友病因子(vwf)是一種超聚體糖蛋白,當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞受損或者受到刺激時(shí),vwf從內(nèi)皮細(xì)胞的weibel-palade小體釋放到血管中;當(dāng)血管受損時(shí),血流剪切力升高,vwf在血小板粘附和聚集中起到關(guān)鍵作用。近來,有研究發(fā)現(xiàn)vwf能夠調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞的浸潤和炎癥反應(yīng);動(dòng)物研究證明,敲除vwf基因能夠抑制炎癥細(xì)胞富集,減輕動(dòng)脈粥樣硬化病變和缺血后大腦損傷,而給予抗vwf抗體能夠抑制腹膜炎中性粒細(xì)胞的浸潤,并能減輕心肌缺血造成的損傷。
腦出血通常指非外傷性腦血管破裂引起的出血,約占腦中風(fēng)的10-15%。研究顯示,腦出血能激活免疫細(xì)胞,促進(jìn)炎癥調(diào)節(jié)介質(zhì)的釋放;炎癥細(xì)胞侵入大腦實(shí)質(zhì)會(huì)加重血腦屏障(bbb,blood-brainbarrier)的損傷,進(jìn)而引起繼發(fā)性腦水腫和腦實(shí)質(zhì)損傷;腦出血引發(fā)的炎癥反應(yīng)對(duì)腦損傷的形成起到重要作用,上述結(jié)果提示,抗炎干 預(yù)可能減輕腦出血造成的不良后果。
迄今為止,血管性血友病因子(vwf)在腦出血后是否發(fā)揮重要的病理生理作用尚未闡明,因此,本申請的發(fā)明人擬通過對(duì)vwf是否加重腦出血后炎癥應(yīng)答、bbb損傷和繼發(fā)性腦損傷的研究,提供血管性血友病因子vwf在制備抗腦出血藥物靶點(diǎn)中的用途,進(jìn)一步用于制備抗腦出血藥物。
與本發(fā)明有關(guān)的參考文獻(xiàn):
1.vischer,u.m.&demoerloose,p.vonwillebrandfactor:fromcellbiologytotheclinicalmanagementofvonwillebrand'sdisease.crit.rev.oncol.hematol.30,93-109(1999).
2.nieswandt,b.&stoll,g.thesmaller,thebetter:vwfinstroke.blood.115,1477-1478(2010).
3.ruggeri,z.m.vonwillebrandfactor,plateletsandendothelialcellinteractions.j.thromb.haemost.1,1335-1342(2003).
4.chauhan,a.k.,etal.adamts13:anewlinkbetweenthrombosisandinflammation.j.exp.med.205,2065-2074(2008).
5.gandhi,c.,khan,m.m.,lentz,s.r.&chauhan,a.k.adamts13reducesvascularinflammationandthedevelopmentofearlyatherosclerosisinmice.blood.119,2385-2391(2012).
6.zhao,b.q.,etal.vonwillebrandfactor-cleavingproteaseadamts13reducesischemicbraininjuryinexperimentalstroke.blood.114,3329-3334(2009).
7.petri,b.,etal.vonwillebrandfactorpromotesleukocyteextravasation.blood.116,4712-4719(2010).
8.keep,r.f.,hua,y.&xi,g.intracerebralhaemorrhage:mechanismsofinjuryandtherapeutictargets.lancet.neurol.11,720-731(2012).
9.ziai,w.c.hematologyandinflammatorysignalingofintracerebralhemorrhage.stroke.44,s74-78(2013).
10.fernandez-klett,f.,etal.earlylossofpericytesandperivascularstromalcell-inducedscarformationafterstroke.j.cereb.blood.flow.metab.33,428-439(2013).
11.bell,r.d.,etal.apolipoproteinecontrolscerebrovascularintegrityviacyclophilina.nature.485,512-516(2012).
12.zhao,x.,zhang,y.,strong,r.,grotta,j.c.&aronowski,j.15d-prostaglandinj2activatesperoxisomeproliferator-activatedreceptor-gamma,promotesexpressionofcatalase,andreducesinflammation,behavioraldysfunction,andneuronallossafterintracerebralhemorrhageinrats.j.cereb.blood.flow.metab.26,811-820(2006).
13.muller,w.a.mechanismsofleukocytetransendothelialmigration.annu.rev.pathol.6,323-344(2011).
14.hernandez-guillamon,m.,etal.mmp-2/mmp-9plasmalevelandbrainexpressionincerebralamyloidangiopathy-associatedhemorrhagicstroke.brain.pathol.22,133-141(2012).
15.fan,x.,lo,e.h.&wang,x.effectsofminocyclineplustissueplasminogenactivatorcombinationtherapyafterfocalembolicstrokeintype1diabeticrats.stroke.44,745-752(2013).
16.xi,g.,strahle,j.,hua,y.&keep,r.f.progressintranslationalresearchonintracerebralhemorrhage:isthereanendinsight?prog.neurobiol.115,45-63(2014).
17.bernardo,a.,etal.plateletsadheredtoendothelialcell-boundultra-largevonwillebrandfactorstringssupportleukocytetetheringandrollingunderhighshearstress.j.thromb.haemost.3,562-570(2005).
18.andre,p.,etal.plateletsadheretoandtranslocateonvonwillebrandfactorpresentedbyendotheliuminstimulatedveins.blood.96,3322-3328(2000).
19.dole,v.s.,bergmeier,w.,mitchell,h.a.,eichenberger,s.c.&wagner,d.d.activatedplateletsinduceweibel-palade-bodysecretionandleukocyterollinginvivo:roleofp-selectin.blood.106,2334-2339(2005).
20.bath,p.m.,blann,a.,smith,n.&butterworth,r.j.vonwillebrandfactor,p-selectinandfibrinogenlevelsinpatientswithacuteischaemicandhaemorrhagicstroke,andtheirrelationshipwithstrokesub-typeandfunctionaloutcome.platelets.9,155-159(1998).
21.vergouwen,m.d.,etal.reducedadamts13activityindelayedcerebralischemiaafteraneurysmalsubarachnoidhemorrhage.j.cereb.blood.flow.metab.29,1734-1741(2009).
22.gandhi,c.,motto,d.g.,jensen,m.,lentz,s.r.&chauhan,a.k.adamts13deficiencyexacerbatesvwf-dependentacutemyocardialischemia/reperfusioninjuryinmice.blood.120,5224-5230(2012).
23.hillgruber,c.,etal.blockingvonwillebrandfactorfortreatmentofcutaneousinflammation.j.invest.dermatol.134,77-86(2014).
24.zhang,l.,etal.multitargetedeffectsofstatin-enhancedthrombolytictherapyforstrokewithrecombinanthumantissue-typeplasminogenactivatorintherat.circulation.112,3486-3494(2005).
25.ma,q.,etal.vascularadhesionprotein-1inhibitionprovidesantiinflammatoryprotectionafteranintracerebralhemorrhagicstrokeinmice.j.cereb.blood.flow.metab.31,881-893(2011).
26.pfefferkorn,t.&rosenberg,g.a.closureoftheblood-brainbarrierbymatrixmetalloproteinaseinhibitionreducesrtpa-mediatedmortalityincerebralischemiawithdelayedreperfusion.stroke.34,2025-2030(2003).
27.amenta,p.s.,jallo,j.i.,tuma,r.f.,hooper,d.c.&elliott,m.b.cannabinoidreceptortype-2stimulation,blockade,anddeletionalterthevascularinflammatoryresponsestotraumaticbraininjury.j.neuroinflammation.11,191(2014).
28.yang,y.&rosenberg,g.a.blood-brainbarrierbreakdowninacuteandchroniccerebrovasculardisease.stroke.42,3323-3328(2011).
29.rynkowski,m.a.,etal.amousemodelofintracerebralhemorrhageusingautologousbloodinfusion.nat.protoc.3,122-128(2008).
30.garrett,m.c.,etal.synergisticneuroprotectiveeffectsofc3aandc5areceptorblockadefollowingintracerebralhemorrhage.brain.res.1298,171-177(2009).
31.wang,l.,etal.recombinantadamts13reducestissueplasminogenactivator-inducedhemorrhageafterstrokeinmice.ann.neurol.73,189-198(2013).
32.lenting,p.j.,etal.anexperimentalmodeltostudytheinvivosurvivalofvonwillebrandfactor.basicaspectsandapplicationtother1205hmutation.j.biol.chem.279,12102-12109(2004).
33.cai,p.,etal.recombinantadamts13attenuatesbraininjuryafterintracerebralhemorrhage.stroke.(2015).
34.fan,w.,etal.caspase-3modulatesregenerativeresponseafterstroke.stem.cells.32,473-486(2014).
35.zhao,b.q.,etal.essentialroleofendogenoustissueplasminogenactivatorthroughmatrixmetalloproteinase9inductionandexpressiononheparin-producedcerebralhemorrhageaftercerebralischemiainmice.blood.103,2610-2616(2004).
36.zhao,b.q.,etal.roleofmatrixmetalloproteinasesindelayedcorticalresponsesafterstroke.nat.med.12,441-445(2006).。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供抗腦出血藥物,涉及血管性血友病因子vwf 在制物中的新用途。具體涉及血管性血友病因子vwf在制備抗腦出血藥物靶點(diǎn)中的用途。本發(fā)明經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明,抑制vwf活性有助于減輕腦出血后的炎癥反應(yīng)并減輕腦水腫,所述vwf可作為減輕腦出血損傷的有效靶點(diǎn),進(jìn)一步用于制備抗腦出血藥物。
本發(fā)明中,進(jìn)行了vwf在實(shí)驗(yàn)性腦出血后的病理生理作用實(shí)驗(yàn):采用小鼠自體血建造腦出血模型,檢測造模后小鼠行為功能、腦水腫、血腦屏障通透性、大腦炎癥反應(yīng)、細(xì)胞粘附分子-1(icam-1)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(mmp-9)等指標(biāo);結(jié)果顯示,腦出血的小鼠血漿中vwf的含量明顯增加,且vwf在血腫周邊大量累積;注射vwf會(huì)增加促炎介質(zhì)的表達(dá)并引起icam-1和mmp-9的激活,同時(shí)伴有髓過氧化物酶活性升高、中性粒細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞聚集;
與對(duì)照組小鼠相比,給予vwf的小鼠周細(xì)胞明顯減少,血腦屏障損傷加重,腦水腫增加,且神經(jīng)元的損傷加重;相反,給予抗vwf抗體干預(yù)后能減少血腦屏障通透性,改善小鼠的神經(jīng)功能;
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示,與對(duì)照組小鼠相比,給予vwf會(huì)使腦出血后腦水腫增加;尤其是,結(jié)果表明,使用抗vwf抗體抑制vwf能夠減小bbb通透性,并保護(hù)小鼠引起額外出血;實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯表明vwf在腦出血中的重要的病理生理作用;揭示了腦出血后出現(xiàn)臨床惡化表現(xiàn),其中不僅僅只是因?yàn)檠[周邊形成的水腫,但是水腫是腦出血的重要進(jìn)程。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,所述血管性血友病因子vwf能加重腦出血后的腦損傷;實(shí)驗(yàn)小鼠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,以vwf調(diào)節(jié)的炎癥反應(yīng)和bbb功能失調(diào)為靶點(diǎn),將為治療腦出血提供極具前景的新干預(yù)方 案。
本發(fā)明經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,血管性血友病因子vwf能加重腦出血后大腦炎癥反應(yīng)和血腦屏障破壞,而抑制血管性血友病因vwf活性明顯有助于減輕腦出血后的炎癥反應(yīng)并減輕腦水腫,因此,所述的血管性血友病因子vwf可作為減輕腦出血損傷的有效藥物靶點(diǎn),進(jìn)一步用于制備抗腦出血的藥物。
(本申請研究受到以下基金資助:國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):81530034);國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):30971014,81071062和81271457);上海市自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):14zr1401800)。)
附圖說明
圖1.自體血出血造模后分泌的vwf;其中,(a)在假手術(shù)組或者腦出血(ich)組小鼠手術(shù)后24h,采集血漿分析檢測vwf含量,數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=6),*p<0.05;(b)vwf免疫熒光染色的代表性照片,在腦內(nèi)出血區(qū)域,尤其在血腫周邊,vwf的含量上調(diào);標(biāo)尺=200μm;(c)血腫周邊vwf和內(nèi)皮細(xì)胞(cd31)雙染照片;;標(biāo)尺=20μm;lv,lateralventricle,側(cè)腦室;ctx,cortex,皮層。
圖2.vwf加重腦出血后bbb破壞、腦水腫和神經(jīng)元損傷;其中,(a)使用抗vwf抗體追蹤注射到體內(nèi)的vwf蛋白在腦內(nèi)的分布;lv,lateralventricle,側(cè)腦室;ctx,cortex,皮層;(b)cd-13陽性 的周細(xì)胞(綠色)和cd-31陽性的大腦內(nèi)皮細(xì)胞(紅色)雙染,展示對(duì)照組和給予vwf小鼠腦出血后24h血腫周邊毛細(xì)血管、周細(xì)胞的分布;標(biāo)尺=30μm;(c)定量檢測血腫周邊區(qū)域同cd-31陽性的毛細(xì)血管共標(biāo)的cd-13陽性的周細(xì)胞;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=5);(d)對(duì)照組及給予vwf小鼠腦出血后24h腦內(nèi)滲出尹文思藍(lán)(藍(lán)色)的代表性大腦冠狀切片照片;(e)紫外分光光度計(jì)檢測尹文思藍(lán)滲出量;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05;(f)野生型及vwf敲除小鼠腦出血(用膠原酶造模)24h后腦內(nèi)滲出尹文思藍(lán)(藍(lán)色)的代表性大腦冠狀切片照片;(g)紫外分光光度計(jì)檢測尹文思藍(lán)滲出量;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05;(h)對(duì)照組及給予vwf小鼠腦出血后72h腦水腫含量;ipsi,ipsilateralhemisphere,損傷側(cè);contral,contralateralhemisphere,對(duì)側(cè);cereb,cerebellum,小腦;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05;(i,g)對(duì)照組及給予vwf小鼠在腦出血72h后腦片fluoro-jadeb染色的代表性照片(i)和fjb-陽性神經(jīng)元的定量檢測;標(biāo)尺=20μm;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=5),*p<0.05;(k)野生型及vwf敲除小鼠腦出血(用膠原酶造模)72h后腦水腫含量;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05。
圖3.vwf增加腦出血后大腦內(nèi)炎癥調(diào)節(jié)因子的表達(dá);其中,(a-c)對(duì)照組小鼠、給予vwf組小鼠以及假手術(shù)組小鼠腦內(nèi)cxcl1、cx3cl1和ccr1相關(guān)基因的表達(dá);(d-f)對(duì)照組小鼠、給予vwf組小鼠以及假手術(shù)組小鼠腦內(nèi)mpo活性及il-6和il-1β的含量;數(shù)值用平均值 ±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=5),*p<0.05;(g)ldh檢測證實(shí)給予vwf沒有誘發(fā)培養(yǎng)的大腦內(nèi)皮細(xì)胞死亡;呈現(xiàn)的是3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中有代表性的數(shù)據(jù);(h)用he染色檢測發(fā)現(xiàn)腦室內(nèi)注射vwf72h后未引起神經(jīng)損傷;(i)用tunel染色檢測發(fā)現(xiàn)向正常小鼠腦室內(nèi)注射vwf72h后未誘導(dǎo)產(chǎn)生神經(jīng)毒性;lv,lateralventricle,側(cè)腦室;ctx,cortex,皮層。
圖4.vwf促進(jìn)腦出血后炎癥細(xì)胞聚集以及icam-1和mmp-9水平升高;其中,(a,c)對(duì)照組小鼠、腦室注射vwf組小鼠和股靜脈注射vwf組小鼠腦出血后24h,小膠質(zhì)細(xì)胞和中性粒細(xì)胞免疫熒光染色的代表性照片;使用dapi染細(xì)胞核;標(biāo)尺=15μm;(b,d)血腫周邊激活型小膠質(zhì)細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的定量分析;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=5),*p<0.05;將突起回縮、胞體相對(duì)增大的小膠質(zhì)細(xì)胞認(rèn)為是激活型的;(e)對(duì)照組小鼠及給予vwf組小鼠腦出血24h后腦內(nèi)icam-1定量數(shù)據(jù)和有代表性的免疫印跡照片;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=5);(f)對(duì)照組小鼠及給予vwf組小鼠腦出血24h后腦內(nèi)mmp-9定量數(shù)據(jù)和有代表性的明膠酶譜照片;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=5)。
圖5.抗vwf抗體能改善腦出血后神經(jīng)功能和腦水腫;其中,(a)用抗兔的二抗標(biāo)記注射到體內(nèi)的抗vwf抗體在腦內(nèi)的的分布;(b)給予陰性對(duì)照兔igg、兔抗vwf抗體的小鼠腦出血后24h滲出的尹文思藍(lán)(藍(lán)色)的有代表性的大腦冠狀切片照片;(c)紫外分光光度計(jì)檢測尹文思藍(lán)滲出量;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05; (d)給予陰性對(duì)照兔igg、兔抗vwf抗體的小鼠腦出血后72h的腦水腫含量;ipsi,ipsilateralhemisphere,損傷側(cè);contral,contralateralhemisphere,對(duì)側(cè);cereb,cerebellum,小腦。數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05;(e)給予陰性對(duì)照兔igg、兔抗vwf抗體的小鼠腦出血后72h的神經(jīng)功能得分;數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=8),*p<0.05。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
1、材料和方法
(1)腦出血造模和給藥方法
成年雄性c57/bl6小鼠,10到12周齡,購自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。以c57/bl6小鼠為背景的vwf敲除鼠購自jackson實(shí)驗(yàn)室;(所有的實(shí)驗(yàn)步驟已得到復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物關(guān)愛和使用委員會(huì)的批準(zhǔn))。
采用1-1.5%異氟烷將小鼠麻醉,根據(jù)文獻(xiàn)采用小鼠自體血二次注入法構(gòu)建腦出血模型;為了誘導(dǎo)產(chǎn)生大小適當(dāng)、可重復(fù)的腦水腫及明顯的神經(jīng)功能缺失;注入30μl小鼠自體血造模,在小鼠顱骨左側(cè)鉆一個(gè)直徑1mm的小孔,自小鼠尾動(dòng)脈取30μl自體血,用26g針頭沿鉆孔中心按坐標(biāo):前囟前0.2mm,向左旁開2.3mm,垂直緩慢進(jìn)針,深2.8mm;用微量注射泵以2ul/min的速度注入5ul,再落針0.7mm,停針7min,然后將其余25ul血以2ul/min的速度注入,停針10min后,將針緩慢移出,用骨蠟封閉鉆孔;腦出血造模30min后,通過腦 室注射純化的人源vwf(270ng溶于3μlpbs;haematologictechnologies,essexjunction,vt,usa)或pbs;為了檢測不同的指標(biāo),在腦出血造模30min通過股靜脈注射vwf(5μg/mouse)或pbs,兔抗vwf抗體(6μg/g體重,clonea0082;dako)或陰性對(duì)照兔igg在腦出血后10min注射;為檢測敲除vwf對(duì)bbb通透性和腦水含量是否有影響,采用膠原酶構(gòu)建腦出血模型,將小鼠置于立體定位儀,按如下坐標(biāo):前囟前0.2mm,向左旁開2.3mm,深3.5mm,緩緩注入0.5μ含0.025u膠原酶vii(sigma-aldrich)的生理鹽水;(2)vwf、白細(xì)胞介素6(il-6)、白細(xì)胞介素1β(il-1β)水平測定
腦出血后24h,預(yù)先在離心管內(nèi)加入100ul3.8%檸檬酸鈉,用毛細(xì)管從小鼠眼眶中取血。將血液離心后吸取血漿,儲(chǔ)存于-80℃冰箱;將兔抗人vwf抗體(1:600;a0082,dako,carpinteria,ca,usa)用1×pbs稀釋,加100ul稀釋液到96孔板內(nèi),置于4℃冰箱過夜待用;次日將96孔板內(nèi)的抗體倒出,用含0.1%tween20和0.3%牛血清(bsa;sigma-aldrich,stlouis,mo,usa)的pbst洗去多余抗體;向每個(gè)孔內(nèi)加100ul血漿稀釋液(按1:40比例用含3%bsa的pbs稀釋),室溫孵育2h。在洗后,加100ulhrp-vwf抗體稀液(按1:2000比例用含3%bsa的pbs稀釋;dako)到96孔板內(nèi),室溫孵育1h;洗去多余二抗,加入100ul的tmb底物反應(yīng)體系(sigma-aldrich),室溫避光反應(yīng)15min;加入100μl2nhcl終止反應(yīng);用酶標(biāo)儀(bio-rad,hercules,ca,usa)測定od450值;取15只正常小鼠取 血制備血漿,再將血漿混勻進(jìn)一步制備標(biāo)準(zhǔn)曲線;使用elisa試劑盒(r&dsystems)檢測il-6和il-1β的表達(dá)水平;
(3)腦水腫含量測定
腦出血造模后72h,用水合氯醛將小鼠深麻,迅速取腦,將腦組織分為左右半球及小腦三部分,每個(gè)大腦半球圍繞針眼取4mm厚的組織,在電子分析天平(mettlertoledo,columbus,oh,usa)稱取濕重,再置于100℃烘箱內(nèi)烘干24h,稱取干重后計(jì)算腦含水量;其中,腦含水量(%)=(濕重-干重)/濕重×100%
(4)細(xì)胞培養(yǎng)
采用小鼠大腦內(nèi)皮細(xì)胞系(bend.3)(americantypeculturecollection,manassas,va),細(xì)胞在含10%胎牛血清(invitrogen)的dmem培養(yǎng)基中培養(yǎng),置于加濕的37攝氏度培養(yǎng)箱,并通入5%co2;在細(xì)胞中加入vwf(10μg/ml)孵育24h;使用ldh檢測試劑盒(roche,indianapolis,in)檢測ldh釋放量以評(píng)測細(xì)胞毒性(共檢測三組,每組測定三次)
(5)fluoro-jadeb染色
按照現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)進(jìn)行fluoro-jadeb染色,制備20μm厚大腦冰凍切片,腦片依次經(jīng)過100%乙醇和70%乙醇脫水,再在0.06%的高錳酸鉀中孵育10分鐘,腦片經(jīng)雙蒸水洗后,再在0.0004%fluoro-jadeb染液(溶于0.1%的乙酸)中孵育15分鐘;所述腦片再經(jīng)水洗,脫水,二甲苯中透明,用olympusfv1000共聚焦顯微鏡拍照;選取40x物鏡下血腫周邊4個(gè)位置統(tǒng)計(jì)fluoro-jadeb陽性細(xì) 胞數(shù)
(6)實(shí)時(shí)定量熒光pcr
在損傷側(cè)大腦半球加入trizol試劑(invitrogen,camarillo,ca,usa)提取總rna,用分光光度計(jì)定量檢測od值;采用revertaidfirststrandcdnasynthesiskit(fermentas,glenburnie,md,usa)將rna反轉(zhuǎn)錄;在abi7300pcr儀(appliedbiosystems,fostercity,usa)上進(jìn)行pcr反應(yīng);將β-actin作為內(nèi)參。
本實(shí)施例中:cxcl1、ccr1和gapdh的引物序列如下:
cxcl1(forward,5′-actgcacccaaaccgaagtc-3′,reverse,5′-caagggagcttcagggt-caa-3′),
cx3cl1(forward,5′-gcacaggatgcagggcttac-3′,reverse,5′-tgtcagccgcctcaaa-act-3′),
ccr1(forward,5′-ctgagggcccgaactgttac-3′,reverse,5′-ggctagggcccaggtgat-3′),
gapdh(forward,5′-aatgtgtccgtcgtggatctga-3′,reverse,5′-gatgcctgcttcaccaccttct-3′);
(7)mpo活性測定
取損傷側(cè)腦組織,加入500μl50mmol/l磷酸鹽緩沖液(ph7.0)勻漿;勻漿液經(jīng)過離心,棄上清,加入1%htab,凍融三次;離心后,取40ul上清加入到96孔板中,然后加入100ultmb試劑(sigma-aldrich),用2nhcl終止反應(yīng),用450nm波長測定od值;使用純化的mpo建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,將od450值帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算mpo 值;
(8)明膠酶譜實(shí)驗(yàn)
按照現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行明膠酶譜實(shí)驗(yàn),將40μg蛋白樣品與sds上樣緩沖液混勻,加到含0.1%明膠的10%tris-glycine凝膠上;電泳結(jié)束后,凝膠用含2.5%tritonx-100的緩沖液洗30min,再加入(50mmtrisph7.6,0.2mmnacl,5mmcacl2,0.02%brij-35),37℃孵育48h,孵育完成,加入100ml含0.1%考馬斯亮藍(lán)的染液染色,反應(yīng)3h,均勻脫色;掃描凝膠后,使用quantityone軟件進(jìn)行分析(bio-rad);
(9)免疫熒光染色
腦出血造模后24h,用水合氯醛將小鼠深麻,使用涼的pbs和4%多聚甲醛(pfa,ph7.4;sigma-aldrich)灌流;腦組織在4%pfa中后固定,再在30%蔗糖中4℃浸泡過夜;使用切片機(jī)(leicamicrosystemsinc.,buffalogrove,il,usa)制備20μm厚的冠狀冰凍切片;按常規(guī)進(jìn)行免疫組化染色;使用olympusbx51顯微和olympusfv1,000共聚焦顯微鏡采集照片;使用olympusfv10-asw軟件處理共聚焦照片;使用的一抗為:兔抗vwf(ab154193,abcam),兔抗人vwf(dako),大鼠抗cd31(pecam-1,bdpharmingen,sandiego,ca,usa),大鼠抗小鼠ly-6b.2(abdserotec,raleigh,nc,usa),山羊抗iba1(abcam,cambridge,ma,usa)和fitc-conjugated大鼠抗小鼠aminopeptidasen(cd13)(bdpharmingen);二抗:alexafluor488驢抗兔immunoglobuling(igg),alexafluor594驢 抗大鼠igg,alexafluor594驢抗山羊igg和alexafluor594驢抗兔igg(invitrogen);采用dapi染細(xì)胞核,在40x物鏡下,選取血腫周邊4個(gè)位置,對(duì)血腫周邊ly6b和iba-1標(biāo)記的細(xì)胞定量檢測;使用imagej軟件計(jì)數(shù),單位以個(gè)/mm2表示。選取0.42mm2區(qū)域,以cd13陽性信號(hào)面積與cd31陽性信號(hào)的面積比值表示周細(xì)胞的量;每只動(dòng)物,選取3張腦片(間隔400μm)進(jìn)行檢測分析;
(10)westernblotting實(shí)驗(yàn)
出血造模后24h,將小鼠灌流取腦,把大腦分為出血側(cè)和出血對(duì)側(cè);圍繞針眼,將出血側(cè)大腦切出4mm,加入含蛋白酶抑制劑cocktails(rochediagnosticsgmbh,mannheim,germany)的ripa裂解液勻漿;將等量的蛋白樣品加到10%sds凝膠中,電泳后,轉(zhuǎn)到pvdf膜,加入含0.1%tween20的5%脫脂奶粉封閉,不同的檢測指標(biāo)分別用山羊抗小鼠icam-1(intercellularadhesionmolecule-1,r&dsystems),山羊抗小鼠vcam-1(vascularcelladhesionmolecule-1,r&dsystems)和兔抗β-actin(cellsignalingtechnology)抗體孵育,然后用hrp標(biāo)記的二抗孵育;加入ecl試劑(millipore)顯影,使用bio-imageanalysissystem(bio-rad)掃描,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;
(11)bbb通透性
在出血造模后21h,給小鼠注射2%的尹文思藍(lán)(溶于pbs,4ml/kg,sigma-aldrich),循環(huán)3h后灌流;將出血側(cè)的大腦組織在甲酰胺中浸泡72h,在620nm波長測od,測定尹文思藍(lán)滲出量;
(12)神經(jīng)功能評(píng)分
在出血造模后24h和72h,采用雙盲法,對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行神經(jīng)損傷評(píng)分;為量化分析神經(jīng)功能損傷,采用5分法評(píng)分:0分,無神經(jīng)功能損傷體征;1分,不能完全伸直對(duì)側(cè)前爪;2分,對(duì)側(cè)方推力的抵抗力減弱;3分,自發(fā)性地向左轉(zhuǎn)圈;4分,無自主活動(dòng)或意識(shí)水平低;5分小鼠死亡;
本實(shí)驗(yàn)的所有數(shù)據(jù)均采用mean±sd表示;在經(jīng)過bonferroni’s多重比較檢測后,采用單因素方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;兩組比較時(shí),采用未配對(duì)雙尾studentt檢驗(yàn),行為學(xué)數(shù)據(jù)使用mannwhitneyu檢驗(yàn)分析,p<0.05被認(rèn)為統(tǒng)計(jì)學(xué)上有意義;
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:
(1)腦出血導(dǎo)致血漿vwf表達(dá)上調(diào)
對(duì)小鼠腦出血后24hvwf的表達(dá)水平進(jìn)行檢測;酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(elisa)分析表明,與假手術(shù)組小鼠相比,腦出血組小鼠血漿中vwf的量明顯上升(如圖1a所示,p<0.05),上述結(jié)果表明腦出血后內(nèi)皮細(xì)胞被激活,釋放出大量vwf;通過免疫染色,結(jié)果顯示,腦出血后,在血腫區(qū)域,尤其在血腫周邊區(qū)域有大量vwf存在(如圖1b所示);免疫雙標(biāo)的照片證明vwf與內(nèi)皮細(xì)胞部分共標(biāo)(如圖1c所示);
(2)vwf增加bbb通透性并加重腦水腫
采用抗vwf抗體(不與鼠的vwf反應(yīng))追蹤注射到小鼠體內(nèi)的vwf在腦內(nèi)的分布;通過vwf染色,在腦室內(nèi)(數(shù)據(jù)未展示)和大腦實(shí)質(zhì)均能檢測到vwf(如圖2a所示);采用周細(xì)胞的標(biāo)志物cd13,對(duì) 腦出血后24小時(shí)血腫周邊的周細(xì)胞進(jìn)行定量檢測,與對(duì)照組相比,注射vwf的小鼠周細(xì)胞數(shù)量明顯減少(如圖2b、2c所示,p<0.05);通過測定尹文思藍(lán)滲出量檢測bbb通透性:注射vwf的小鼠損傷側(cè)大腦半球尹文思藍(lán)滲出量增加了79%(如圖2d、2e所示,p<0.05);對(duì)照組小鼠損傷側(cè)腦水腫是80.21±1.31%,給予vwf組小鼠損傷側(cè)腦水腫是81.84±0.83%(如圖2h所示,p<0.05),與之對(duì)應(yīng)的對(duì)側(cè)的腦水腫,對(duì)照組是77.50±0.43%,給予vwf組的是77.03±1.05%(p>0.05),上述數(shù)據(jù)表明vwf明顯加重出血側(cè)的腦水腫;在膠原酶誘導(dǎo)的腦出血模型中,結(jié)果進(jìn)一步顯示,與野生型小鼠相比,vwf敲除的小鼠bbb通透性和腦水腫都顯著減少(如圖2f、2g、2k所示);除此之外,通過fluoro-jadeb染色,結(jié)果顯示,給予vwf的小鼠損傷側(cè)大腦退行變性的神經(jīng)元明顯增加(如圖2i、2j所示,p<0.05);
(3)vwf加重腦出血后大腦炎癥反應(yīng)
對(duì)腦出血后24h出血側(cè)大腦內(nèi)幾種炎癥因子的基因表達(dá)水平進(jìn)行檢測,結(jié)果表明,與假手術(shù)組相比,腦出血后cxcl1、cxcl13和趨化因子受體ccr1的水平顯著升高(如圖3a-c所示,p<0.05);與對(duì)照組相比,給予vwf后進(jìn)一步增加了上述因子的表達(dá)水平(p<0.05);所述髓過氧化物酶(mpo),為一種炎癥細(xì)胞—髓細(xì)胞的特異性標(biāo)志,在腦出血后活性大幅升高(如圖3d所示);實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,腦出血后給予vwf的小鼠比對(duì)照組小鼠的mpo活性明顯高(p<0.05),與之對(duì)應(yīng),與假手術(shù)組小鼠相比,在腦出血后24小時(shí),促炎因子il-6和 il-1β表達(dá)水平都顯著增加,且給予vwf的實(shí)驗(yàn)組更高(如圖3e、3f所示);本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)也通過免疫組化對(duì)腦出血后大腦內(nèi)炎癥細(xì)胞進(jìn)行定量檢測,與對(duì)照組相比,腦出血造模后通過腦室給予vwf或者股靜脈注射vwf均能促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活(如圖4a、4b所示,p<0.05)和中興粒細(xì)胞聚集(如圖4c、4d所示,p<0.05);在假手術(shù)組,均未檢測到激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和浸潤的中性粒細(xì)胞(數(shù)據(jù)未展示);
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,所述vwf能加重腦出血后大腦炎癥反應(yīng);因icam-1和vcam-1等粘附因子通過bbb調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的侵入,檢測vwf對(duì)icam-1和vcam-1的表達(dá)是否有影響;通過免疫印跡實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,給予vwf的小鼠在腦出血后24hicam-1的表達(dá)水平顯著增高(如圖4e所示,p<0.05),對(duì)照組和給予vwf組vcam-1的表達(dá)沒有顯著差異(數(shù)據(jù)未展示);金屬基質(zhì)蛋白酶-9(mmp-9)調(diào)節(jié)腦出血后的炎癥反應(yīng);采用明膠酶譜法測定腦出血后腦組織mmp-9活性變化,結(jié)果表明,給予vwf能夠提高腦出血后mmp-9活性;
(4)抑制vwf改善腦出血后功能結(jié)果、bbb通透性并減少腦水腫
本實(shí)施例進(jìn)一步研究腦出血后使用抗vwf抗體抑制vwf后產(chǎn)生的影響;通過股靜脈注射vwf抗體后,使用抗兔的二抗標(biāo)記抗體在腦內(nèi)的分布;在大腦實(shí)質(zhì)中檢測到熒光標(biāo)記的vwf抗體(如圖5a所示);注射抗vwf抗體的小鼠均存活,結(jié)果顯示,與igg對(duì)照組相比,vwf抗體能顯著減小損傷側(cè)bbb通透性、減輕腦水腫(如圖5b-d所示,p<0.05),但未改變對(duì)側(cè)的腦水腫;此外,與igg對(duì)照組相比,給予vwf 抗體的小鼠神經(jīng)功能損傷減輕(如圖5b所示)。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,(1)腦出血后血漿中vwf含量上調(diào),并積累在血腫周邊的內(nèi)皮細(xì)胞中;(2)vwf加重腦出血后大腦炎癥反應(yīng)、bbb破壞和神經(jīng)元損傷;(3)抑制vwf能夠明顯減輕腦出血后腦水腫以及改善腦出血后功能結(jié)果;
基于有關(guān)基礎(chǔ)研究表明的,局部促炎因子的釋放和內(nèi)皮粘附分子的表達(dá)上調(diào)是腦出血后早期的反應(yīng),繼而內(nèi)皮細(xì)胞受損、炎癥細(xì)胞侵入,進(jìn)一步造成腦損傷;以及炎癥反應(yīng)刺激vwf分泌,引起vwf在血管壁呈線狀沉積,進(jìn)而調(diào)節(jié)血小板的粘附;以及血小板結(jié)合到vwf會(huì)促進(jìn)白細(xì)胞的粘附和遷移,導(dǎo)致炎癥反應(yīng)加重及擴(kuò)散等;揭示了在腦出血及蛛網(wǎng)膜下腔出血的病人血漿中發(fā)現(xiàn)vwf的含量升高;本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與對(duì)照組小鼠相比,腦出血組的小鼠血漿和大腦中vwf的表達(dá)明顯升高;給予vwf能加重腦出血后的大腦中炎癥反應(yīng),本發(fā)明的結(jié)果與已報(bào)道的在諸如免疫復(fù)合體所致的血管炎、動(dòng)脈粥樣硬化和心肌缺血疾病中,vwf敲除的小鼠浸潤的中性粒細(xì)胞減少結(jié)論一致;
本發(fā)明還基于有關(guān)基礎(chǔ)研究表明的,icam-1和mmp-9在腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血和腦缺血中調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),icam-1和mmp-9在腦損傷引發(fā)的bbb破裂的病理機(jī)制中發(fā)揮重要作用等,本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,給予vwf能顯著增加icam-1的表達(dá)并提高mmp-9的活性,同時(shí)伴隨著周細(xì)胞明顯缺失和加重的bbb損傷;上述結(jié)果表明,icam-1和mmp-9可能是vwf的下游信號(hào)分子和可能的bbb調(diào)節(jié)因子;治療腦出血的一個(gè)重要目標(biāo)是抑制腦水腫形成,因腦水可能對(duì)腦出血后出現(xiàn) 的不良后果有極大的影響;本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與對(duì)照組小鼠相比,給予vwf會(huì)使腦出血后腦水腫增加;使用抗vwf抗體抑制vwf能減小bbb通透性,并保護(hù)小鼠引起額外出血。
sequencelisting
<110>復(fù)旦大學(xué)
<120>血管性血友病因子vwf在制備抗腦出血藥物靶點(diǎn)中的用途
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