【摘 要】
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目的和意义 血红素加氧酶系统主要包含两种同工酶,即血红素加氧酶-1 (HO-1)和血红素加氧酶-2(HO-2).两者均能降解血红素生成一氧化碳(CO)、亚铁离子和胆绿素.然而在脑血流低灌注状态下究竟是哪种同工酶发挥了主要作用还不是很清楚.因此,在我们的实验中,我们研究了当大鼠海马处于低血流灌注时哪种同工酶发挥了保护神经细胞的作用以及其可能的机制.材料和方法 60只成年雄性大鼠,4月龄大,重250-
【机 构】
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重庆医科大学神经科学实验中心,重庆市 400016;重庆市神经生物重点实验室,重庆市 400016;重庆医科大学病理学教研室,重庆市 400016
【出 处】
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中国工程科技论坛第115场——临床分子诊断暨第二届中国分子诊断技术大会
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目的和意义 血红素加氧酶系统主要包含两种同工酶,即血红素加氧酶-1 (HO-1)和血红素加氧酶-2(HO-2).两者均能降解血红素生成一氧化碳(CO)、亚铁离子和胆绿素.然而在脑血流低灌注状态下究竟是哪种同工酶发挥了主要作用还不是很清楚.因此,在我们的实验中,我们研究了当大鼠海马处于低血流灌注时哪种同工酶发挥了保护神经细胞的作用以及其可能的机制.材料和方法 60只成年雄性大鼠,4月龄大,重250-300g,被随机分为假手术组和模型组.模型组行双侧颈总动脉永久性结扎术后,再随机分为术后一天组(n=7),术后七天组(n=7),术后十四天组(n=7),术后二十一天组(n=7),术后二十八天组(n=7).假手术组(n=7)仅将双侧颈总动脉分离出来,不进行结扎.然后将大鼠按不同时间段断头处死.RT-PCR和Westenblot用于检测HO-1和HO-2在不同时间段海马中的RNA和蛋白表达情况.Westenblot和免疫组化用于检测血红素,铁蛋白,细胞色素C和ATP合酶在不同时间段海马中蛋白的表达以及定位情况.同时用紫外分光光度计检测血红素加氧酶的活性以及细胞色素C氧化酶的活性.结果 RT-PCR和Westenblot均显示了结扎术后各组HO-1的RNA和蛋白表达与假手术组比较均有所升高,在第七天达到最高(P＜0.05),以后随着脑血流的恢复又逐渐减低,这样的表达趋势还包括了血红素加氧酶活性和铁蛋白.然而HO-2与HO-1呈完全相反的表达趋势,RT-PCR和Westenblot均显示了其在第七天降到最低(P＜0.05).另外,Westenblot和免疫组化显示：与假手术相比,血红素,细胞色素C和ATP合酶在结扎术后均表现为降低,但在第七天有统计学意义(P＜0.05),细胞色素C氧化酶活性测定也表现出相同的趋势.讨论 大脑血流低灌注状态下,HO-1与血红素加氧酶活性呈相同表达趋势,这说明了在结扎术后,大脑血流明显减少,HO-1应激性增加,在一定程度上保护了海马免受缺血损伤,而不是HO-2发挥了保护作用,同时,HO-1的增加加速了血红素的降解,生成大量的亚铁离子,进而合成铁蛋白.另外,线粒体是细胞内的主要产能器官,它在生成ATP的同时也产生大量氧自由基等损伤因子.但是当大脑处于低灌注血流的时候,线粒体内电子传递链功能降低,包括细胞色素C、ATP合酶的合成减少以及细胞色素C氧化酶活性的降低.这就有效地避免了生物体免受"过兴奋状态"的损害以及大量氧自由基生成的损伤.总之,我们的研究证实了在低血流灌注下的大鼠海马中,是HO-1,而不是HO-2发挥了保护功能,它有可能是通过增加其降解产物铁蛋白和降低其线粒体功能而发挥作用.
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