MBP与HO-1在复发缓解型EAE大鼠长期、自然病程中的表达及α-硫辛酸的保护作用

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目的:多发性硬化(multiple sclerosis,MS)是一种以中枢神经系统(central nervous system,CNS)炎性脱髓鞘、神经胶质细胞增生、轴索损伤和进行性神经功能残疾为主要病变特征的自身免疫性疾病。实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)具有与MS相似的临床、生化及病理学特征,是目前公认的研究多发性硬化的经典动物模型。  髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)是存在于CNS髓鞘的一种蛋白质家族,抗原性强,约占所有髓鞘蛋白的1/3,对维持髓鞘板层结构的稳定具有重要的作用。当髓鞘结构由于某种因素被破坏时,MBP就从髓鞘上脱离,因此,通过检测脊髓组织中MBP含量的表达,可直接了解CNS中髓鞘脱失的情况。  髓鞘脱失的原因和确切机制目前仍不清楚。越来越多的研究表明:氧化应激可造成自由基产生过多,通过多种损伤机制引起髓鞘松解和脱失。而机体内存在着抗氧化系统,可对抗氧化损伤。血红素氧合酶(hemeoxygenase,HO)就是其中之一。HO有三种亚型,其中最重要的是血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)。HO-1是一种微粒体酶,能催化具有强氧化活性的血红素生成胆绿素/胆红素、一氧化碳和游离铁。而胆绿素/胆红素是体内强有力的自由基清除剂。然而,HO-1在EAE中的表达研究较少,且其发挥的作用也不十分清楚,有待于进一步研究。  α-硫辛酸(alpha-lipoic acid,α-LA)属于维生素B族化合物,被人们广泛用于糖尿病周围神经病变和糖尿病肾病的防治,被誉为“万能抗氧化剂”,主要通过清除体内自由基、螯合金属离子、再生内源性抗氧化剂、保护线粒体结构和功能等发挥其抗氧化作用。  本实验拟采用小剂量豚鼠全脊髓匀浆复合抗原成分诱导建立EAE模型,通过免疫组化法观察长病程EAE大鼠脊髓组织中MBP、HO-1蛋白的表达变化,了解EAE大鼠脊髓组织中髓鞘损伤程度及氧化应激程度;应用硫辛酸对大鼠进行药物干预,观察硫辛酸对大鼠脊髓组织病变的影响,从而探讨α-硫辛酸对MS脊髓组织中髓鞘损伤是否具有保护作用及可能的机制,为进一步研究CNS脱髓鞘疾病脊髓组织损伤的机制及修复提供实验依据。  方法:  1.动物分组  将72只Wistar大鼠,随机抽取12只作为对照组(NC组),其余60只大鼠用豚鼠全脊髓匀浆复合抗原成分免疫诱导,建立EAE模型,待大鼠发病后,再随机分为EAE组、硫辛酸组(LA组),每组再按病程分为发病后7 d期、180 d期。硫辛酸组自第一次发病起即给予药物腹腔注射,100 mg·kg-1·d-1,连续注射7天。  2.动物模型的建立  取豚鼠脊髓全长,去除脊膜并称重,按脊髓重量与冰盐水体积为1:10比例制成豚鼠脊髓匀浆(GPSCH),再与等量含6 mg/mL卡介苗的完全福氏佐剂(CFA)充分混合,冰上抽打制成油包水乳剂,为完全免疫抗原。按0.5 mL/只分别于大鼠四肢足垫及背部皮下注射抗原匀浆,建立EAE动物模型。  3.神经功能评分  免疫后,每日观察所有动物体重变化、精神状态及活动情况,并进行神经功能评分。采用国际通用的Kono评分标准。  4.组织病理学  于发病后第7 d(发病当日为第0 d)及180 d时各取大鼠3只。用10%水合氯醛(350 mg/kg)腹腔注射麻醉,迅速取脊髓腰膨大段组织固定于40 g/L多聚甲醛中,石蜡包埋,组织切片。行HE染色,光学显微镜下观察病理学改变。  5.免疫组织化学染色  取动物脊髓腰膨大处组织,石蜡包埋,做5μ m横截面切片,血清封闭,加髓鞘碱性蛋白(MBP)、血红素氧合酶-1(HO-1)的一抗,经二抗、三抗孵育,DAB显色,苏木精复染,脱水透明,中性树胶封片,光学显微镜下观察MBP的表达情况。  结果:  1.HE染色结果  首次发病后7d期EAE组大鼠脊髓腰膨大组织中可见有单核、淋巴样细胞浸润,呈片状或成簇样聚集,在脊髓灰、白质交界区内小血管周围可见典型血管“套袖样”改变。硫辛酸组脊髓组织也有单核、淋巴样细胞浸润,但程度较EAE组轻。对照组大鼠脊髓组织少有或无明显单核、淋巴样细胞浸润。发病后180 d期EAE组脊髓组织灰、白质内仍可见少量炎性细胞浸润、血管“套袖样”改变及胶质结节形成。发病后180 d硫辛酸组和对照组大鼠脊髓组织病理学检查未见明显异常。  2.免疫组织化学染色结果  2.1 脊髓组织中MBP免疫组织化学染色表达差异比较:  结果显示:对照组MBP表达量多;EAE组发病后7 d时MBP表达量减少,180 d时表达量有所增加;经LA药物干预后MBP表达量增加。发病后7 d期EAE组与LA组、对照组之间比较有统计学意义(P<0.05)。  2.2 脊髓组织中HO-1免疫组织化学染色表达差异比较  结果显示:对照组HO-1有所表达,但个数很少;EAE组发病后7 dHO-1表达增多,180 d时表达有所减少,但较对照组仍多;经LA药物干预后HO-1阳性表达有所下降,180 d时HO-1表达较对照组增多。发病后7d期EAE组与LA组、对照组之间有统计学意义(P<0.05)。发病后180d期EAE组与对照组之间有统计学意义(P<0.05)。发病后180 d期LA组与对照组之间有统计学意义(P<0.05)。  结论:  1.HE染色和免疫组化法显示EAE大鼠发病后7d和180d时脊髓组织存在炎症反应、髓鞘损伤。  2.EAE大鼠脊髓组织中MBP、HO-1的表达均与病情活动性相关,不同时间呈一定的变化趋势,药物干预引起各指标含量变化。  3.硫辛酸对EAE大鼠髓鞘损伤有一定保护作用,其保护作用可能是通过抗氧化作用来实现的。
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