锘海LS18平铺光片显微镜助力糖尿病性脑卒中小鼠整脑微血管系统3D可视化

2022年5月13日，国际学术期刊《Frontiers in Neurology》在线发表了复旦大学医学神经生物学国家重点实验室郭景春教授为第一通讯作者，何承峰为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）不仅是影响世界数亿人的主要健康问题之一，也是公认的脑卒中危险因素之一，越来越多的证据还表明糖尿病与更糟糕的脑卒中预后有关，例如认知障碍和痴呆。然而糖尿病及脑卒中后不良预后的生物学机制仍不清楚。

NRSF即神经元限制性沉默因子（neuron-restrictive silence factor），又称为REST（repressor element-1-silencing transcription factor，抑制元件1-沉默转录因子），是一种重要的锌指蛋白转录负调控因子，它与神经元限制性沉默元件（neuron restrictive silencer element，NRSE），或称抑制元件1（repressor element 1，RE-1）相结合，调节靶基因的转录。NRSF 在多种神经系统疾病的发展和进展中发挥重要作用，例如缺血性脑卒中、阿尔茨海默病和帕金森病等。先前的研究表明，NRSF在糖尿病和缺血性脑卒中表达升高，而NRSF 在调节糖尿病缺血性脑卒中的作用也尚未完全清楚。本文作者通过高脂饮食和大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）建立糖尿病缺血性脑卒中小鼠模型（DM+MCAO），发现糖尿病增强了MCAO诱导的海马NRSF的升高，此外DM+MCAO小鼠的神经元损伤和学习/记忆障碍加重，血脑屏障（blood brain barrier，BBB）完整性和脉管系统疾病也进一步恶化。作者进一步利用重组腺相关病毒（adeno-associated virus，AAV）shRNA-NRSF基因干扰载体（sh-NRSF），发现NRSF敲低可改善糖尿病加重的缺血性脑损伤，也减轻了由此引起的海马神经元损伤，并可保护微血管免受糖尿病缺血性损伤。由此可见，转录因子NRSF的升高可导致糖尿病缺血性海马中更大的神经元损伤和脑微血管缺陷，为糖尿病性脑卒中的治疗实践提出了新的候选靶点NRSF。

该研究成果是本月继浙江大学医学院脑科学与脑医学系、良渚实验室研究员，浙大二院双聘教授刘冲团队使用锘海LS18平铺光片显微镜在Nature发表“ Olfactory sensory experience regulates gliomagenesis via neuronal IGF1（点击链接看文章详情）” 研究成果后的另一佳作。

该文对糖尿病缺血性脑卒中模型（DM+MCAO）小鼠，通过股静脉注射Lectin染料并对全脑样本进行组织透明化处理后使用了锘海LS18平铺光片显微镜进行3D成像。

原文Fig. 6 A-D采用锘海LS18平铺光片显微镜对sh-NRSF及其对照组进行全脑3D荧光成像（红色：Lectin; 绿色：GFP标记AAV shRNA），尽管两组的对侧海马体积大致相等，但是病毒注射同侧海马体积sh-NRSF约为对照组的1.5倍。

原文Fig. 7 对Lectin标记全脑微血管的3D荧光成像结果进一步评估病毒注射同侧海马血管的荧光分布（A，C：CA1-CA2；B，D：CA3）、体积（E，F）、长度（G，H）和分支点（I，J），各指标显示sh-NRSF相对于对照组均有所改善。

文章链接: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2022.869220/full

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