Uloga receptora TLR2 u odgovoru mozga nakon ishemijskoga oštećenja

Bohaček, Ivan (2012) Uloga receptora TLR2 u odgovoru mozga nakon ishemijskoga oštećenja. PhD thesis, Sveučilište u Zagrebu.

Preview

PDF Download (45MB) | Preview

Abstract

Brain response to ischemic injury involves activation of various pathophysiological events, among which inflammation plays prominent role. Main effectors of innate immune response in brain are microglial cells, whose activation after stroke is characterized by marked and long-term induction of the receptor TLR2. However, the role of TLR2, beyond acute innate immune response and detrimental role in early ischemic injury remained not well understood. In this research, the Tlr2-/- mice were subjected to transient middle cerebral artery occlusion (MCAO) followed by different reperfusion times. Analyses assessing microglial activation profile/innate immune response were performed using in situ hybridization, immunohistochemistry analysis, flow cytometry and inflammatory cytokine array. The effects of the Tlr2 deficiency on the evolution of ischemic brain injury were analyzed using a cresyl violet staining of brain sections with appropriate lesion size estimation as well as neurological scoring in several time points after stroke. In this research it is shown that TLR2 plays important role in modulation of postischemic inflammatory response. Results of this study suggest time-dependent role of TLR2 in brain response to ischemic injury. Namely, the role of TLR2 in early phase of response to ischemic lesion seems detrimental, while in later phases effect of TLR2 response seems beneficial. Namely, Tlr2 deficiency markedly affects post-stroke immune response resulting in delayed exacerbation of the ischemic injury. The temporal analysis of the microglia/macrophage activation profiles in Tlr2-/- mice and age-matched controls revealed reduced microglia/macrophage activation after stroke, reduced capacity of resident microglia to proliferate as well as decreased levels of MCP-1 and consequently lower levels of CD45high/CD11b+ expressing cells as shown by flow cytometry analysis. Moreover, our results revealed that Tlr2 deficiency is associated with significant decrease in the levels of neurotrophic/antiapoptotic factor IGF-1, and reduced astrocyte response following stroke. Importantly, although acute ischemic lesions (3 days) were smaller in Tlr2-/- mice, the observed alterations in innate immune response were more pronounces at later time-points (at day 7) after initial stroke, which finally resulted in delayed exacerbation of ischemic lesion leading to larger chronic infarctions as compared to WT mice. Altogether our results clearly suggest that optimal and timely TLR2-mediated microglial activation/innate immune response is needed to limit neuronal damage after stroke.

Abstract in Croatian

U odgovoru mozga na ishemijsko oštećenje aktivira se niz patofizioloških procesa među kojima upala ima vrlo važno mjesto. Glavni izvršitelji prirođenog upalnog odgovora u mozgu su stanice mikroglije na kojima uslijed aktivacije dolazi do pojačanog izražaja receptora TLR2, koji perzistira dugo vremena nakon nastanka ishemijske lezije. Uloga receptora TLR2, izuzevši od prije poznatu ulogu u akutnom prirođenom imunološkom odgovoru kao i štetnu ulogu u ranoj fazi nastanka ishemijske lezije, nije još uvijek razjašnjena. U prikazanom istraživanju, miševima sa onemogućenim Tlr2 genom, kao i miševima divljeg tipa izazvana je ishemijsko-reperfuzijska ozljeda mozga postupkom privremene okluzije srednje moždane arterije (MCAO). Nakon različitih reperfuzijskih perioda procjenjena je sposobnost aktivacije stanica mikroglije/prirođenog imunološkog odgovora metodama hibridizacije RNA in situ, imunohistokemijskim analizama, protočnom citometrijom, te analizom izražaja proupalnih citokina u obje skupine miševa. Utjecaj receptora TLR2 na razvoj ishemijske ozljede mozga proučavan je metodama procjene veličine ishemijske lezije, apoptotskog odumiranja stanica, te neurološkog ispada u obje skupine miševa, u ranoj i kasnoj fazi odgovora mozga na ishemijsku leziju. Rezultati ovog istraživanja potvrđuju hipotezu kako receptori TLR2 sudjeluju u upalnom odgovoru mozga na ishemijsko oštećenje, dok je uloga receptora TLR2 ovisna je o vremenu nakon nastanka ishemijske ozljede. Naime, u ranoj fazi (3 dana) odgovora na ishemijsku leziju uloga se čini privremeno štetnom, da bi u kasnijim vremenskim točkama bio uočen zaštitni učinak. U skupini miševa sa onemogućenim Tlr2 genom opisana je smanjena aktivacija mikroglijalnih stanica, smanjen proliferativni kapaciteta mikroglije, snižena razina kemokina MCP-1, te snižen broja CD45visoki/CD11b+ stanica na mjestu lezije. U Tlr2-/- miševa također je uočena snižena razina neurotrofnog/antiapoptotskog čimbenika IGF-1, te smanjena reaktivnost astrocita. Uočene promjene prirođenog imunološkog sustava bile su izraženije u kasnijim vremenskim točkama (7 dana) nakon nastanka moždanog udara, što je doprinjelo odgođenom povećanju volumena ishemijske lezije u Tlr2-/- miševa u odnosu na miševe divljeg tipa. Zaključno, rezultati istraživanja prikazuju kako receptori TLR2 sudjeluju u modulaciji odgovora mozga na ishemijsko oštećenje, čime se postiže optimalna i pravovremena aktivacija stanica mikroglije, što u kasnijem slijedu događaja omogućuje pravilan razvoj ishemijske lezije i posljedično manje neuronalno oštećenje uzrokovano moždanim udarom.

Actions (login required)

View Item

Downloads