平鋪光片顯微鏡應用紀要：糖尿病小鼠整腦微血管系統3D可視化

2022年5月13日，國際學術期刊《Frontiers in Neurology》在線發表了復旦大學醫學神經生物學國家重點實驗室郭景春教授為第一通訊作者，何承峰為第一作者的研究成果“ Knockdown of NRSF Alleviates Ischemic Brain Injury and Microvasculature Defects in Diabetic MCAO Mice ”。 
 

糖尿病（diabetes mellitus，DM）不僅是影響全球數億人的主要健康問題之一，也是公認的腦卒中危險因素之一，越來越多的證據還表明糖尿病與更糟糕的腦卒中預后有關，例如認知障礙和癡呆。然而糖尿病及腦卒中后不良預后的生物學機制仍不清楚。
 

NRSF即神經元限制性沉默因子（neuron-restrictive silence factor），又稱為REST（repressor element-1-silencing transcription factor，抑制元件1-沉默轉錄因子），是一種重要的鋅指蛋白轉錄負調控因子，它與神經元限制性沉默元件（neuron restrictive silencer element，NRSE），或稱抑制元件1（repressor element 1，RE-1）相結合，調節靶基因的轉錄。NRSF 在多種神經系統疾病的發展和進展中發揮重要作用，例如缺血性腦卒中、阿爾茨海默病和帕金森病等。先前的研究表明，NRSF在糖尿病和缺血性腦卒中表達升高，而NRSF 在調節糖尿病缺血性腦卒中的作用也尚未完全清楚。本文作者通過高脂飲食和大腦中動脈閉塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）建立糖尿病缺血性腦卒中小鼠模型（DM+MCAO），發現糖尿病增強了MCAO誘導的海馬NRSF的升高，此外DM+MCAO小鼠的神經元損傷和學習/記憶障礙加重，血腦屏障（blood brain barrier，BBB）完整性和脈管系統疾病也進一步惡化。作者進一步利用重組腺相關病毒（adeno-associated virus，AAV）shRNA-NRSF基因干擾載體（sh-NRSF），發現NRSF敲低可改善糖尿病加重的缺血性腦損傷，也減輕了由此引起的海馬神經元損傷，并可保護微血管免受糖尿病缺血性損傷。由此可見，轉錄因子NRSF的升高可導致糖尿病缺血性海馬中更大的神經元損傷和腦微血管缺陷，為糖尿病性腦卒中的治療實踐提出了新的候選靶點NRSF。
 

該研究成果是本月繼浙江大學醫學院腦科學與腦醫學系、良渚實驗室研究員，浙大二院雙聘教授劉沖團隊使用锘海LS18平鋪光片顯微鏡在Nature發表“ Olfactory sensory experience regulates gliomagenesis via neuronal IGF1（點擊鏈接看文章詳情）” 研究成果后的另一佳作。
 

原文Fig. 6 A-D采用锘海LS18平鋪光片顯微鏡對sh-NRSF及其對照組進行全腦3D熒光成像（紅色：Lectin; 綠色：GFP標記AAV shRNA），盡管兩組的對側海馬體積大致相等，但是病毒注射同側海馬體積sh-NRSF約為對照組的1.5倍。
 

原文Fig. 7 對Lectin標記全腦微血管的3D熒光成像結果進一步評估病毒注射同側海馬血管的熒光分布（A，C：CA1-CA2；B，D：CA3）、體積（E，F）、長度（G，H）和分支點（I，J），各指標顯示sh-NRSF相對于對照組均有所改善。
 

文獻鏈接： Knockdown of NRSF Alleviates Ischemic Brain Injury and Microvasculature Defects in Diabetic MCAO Mice

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