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研究背景脑出血(Intracerebral hemorrhage,ICH)是指非外伤性脑实质出血,是常见病,多发病,特别是在老年人群中,发病率一直居高不下。发病率仅次于脑梗塞,为我国第二大脑血管疾病。相对脑梗塞,脑出血具有更高的发病率和致死率,且在低收入人群中发病率更高,对患者和患者的家庭带来极为沉重的经济负担和社会负担,严重危害人类健康。目前在脑出血的治疗上,早期采用手术方式进行血肿清除的治疗方法在脑出血急性期被认为是行之有效的办法,但受限于患者年龄以及血肿体积大小和血肿位置,手术清除血肿的方法临床应用有限,远期受益较药物治疗优势不明显。因此,深入研究脑出血的发病机制、寻找脑出血有效的治疗靶点至关重要。脑出血后有许多因素可以引发其病理生理学变化,首先由于血管中的血液成份破入脑组织,血肿的占位效应对脑实质的压迫作用引起的初级脑损伤导致血肿周围脑组织急性缺血缺氧性坏死,从而导致血肿周围和远端脑区脑组织损伤和神经细胞凋亡。脑出血后继发性损伤在短时间内发生,并由兴奋性毒性、水肿和释放铁含量的红细胞裂解引起,一般认为脑出血后继发性脑损伤是损伤的主要机制,可能是红细胞降解产物、凝血酶、炎症、水肿、血脑屏障通透性增加等神经毒性的结果,总之,这些激活了多种细胞死亡途径,如凋亡、坏死和自噬,导致脑出血后常见的不可逆神经损伤。脑出血后神经细胞的死亡是导致患者死亡率的重要原因。在细胞凋亡中,钾离子外流是一个重要的步骤海马及皮层椎体神经元中,Kv2.1广泛表达,并构成了延迟整流钾电流的主要组成部分,能抑制在高频刺激下的神经元兴奋,在皮层神经元凋亡中,Kv2.1发挥关键作用。最新研究发现BACE2能裂解Kv2.1的Thr376、Ala717和Ser769位点,破坏细胞膜上Kv2.1的聚类,抑制延迟电流Ik激增,减少神经元的凋亡,发挥神经保护作用,可以减少神经细胞的凋亡。BACE2是A1家族的一类跨膜天冬氨酸蛋白酶,有518个氨基酸,BACE2是BACE1的同系物,但是它不像它的同系物BACE1在脑内广泛表达,BACE2在周围组织表达量很高而在脑内表达量很低几乎检测不到。因此上调BACE2可能会抑制脑出血后神经细胞凋亡,起到保护作用本课题通过 AAV-hSyn-BACE2-3XFLag 和 AAV-hSyn-3XFLag 病毒转染C57BL/6小鼠,在脑出血模型中过表达,研究外源性过表达BACE2对脑出血模型行为学、病理学和相关蛋白的影响,探讨BACE2蛋白对脑出血的保护作用。目的1.采用AAV病毒载体介导BACE2蛋白在脑出血模型中过表达,分析采用外源性过表达BACE2蛋白对脑出血后小鼠大脑内Kv2.1表达的检测以及对神经细胞凋亡的影响。2.采用AAV病毒载体介导BACE2蛋白在脑出血模型中过表达,分析外源性过表达BACE2对脑出血后脑损伤体积的影响、对脑出血小鼠模型行为学、组织病理学和蛋白表达水平的影响。方法1.实验动物与分组无特定病原体(SPF)级C57BL/6雄性小鼠。6-8月龄,体重28-30g,共126只。该研究分为两部分第一部分:C57BL/6小鼠在脑出血0天(假手术组)1天、3天、7天处死(每个时间点n=12)。收集小鼠的大脑用于组织学(每个时间点n=6)和蛋白表达检测(每个时间点n=6)第二部分:侧脑室立体定位:使用立体定位仪向右侧侧脑室注射AAV-hSyn-BACE2-3XFLAG(BACE2 组)、AAV-hSyn-3XFLAG(FLAG组)和PBS(PBS组),定位,以前囟为原点,向后0.6mm,向右2.0mm,进针深度2.7mm。随后各组均构建脑出血模型。2.小鼠脑出血模型制备:使用立体定位仪定位向右侧纹状体注射0.075UVII型胶原酶,定位,以小鼠大脑的前囟定位原点,前囟0.6mm,向右2.0mm,进针深度2.8~3.2mm。术后1天神经功能缺陷评分<4分的为模型失败,不计入实验,假手术组和脑出血组操作相同,但使用立体定位仪的微量注射器只进针但不注射胶原酶。3.Western blot检测蛋白表达水平、免疫荧光检测组织病理学。4.NDS评分、转角实验、前肢放置实验检测小鼠行为学变化。结果1.在未干预的情况下脑出血后小鼠大脑组织中BACE2表达量高于假手术组,并且BACE2的表达量在脑出血后3天时达到峰值之后又下降。2.BACE2过表达显著减轻了脑出血急性期的脑损伤程度,BACE2组、FlAG组和PBS组在脑出血3天后均有脑组织损伤,但BACE2组脑出血3天后的脑损伤体积较小。3.BACE2过表达显著减轻脑出血远期脑损伤程度,BACE2组、FLAG组和PBS组在脑出血后14天均有大小不一的残余病灶,但BACE2组脑出血14天的的残余病灶较小。4.BACE2组、FLAG组和PBS组在脑出血后均出现严重的神经功能缺陷,与其他两组相比较BACE2组NDS评分较低、左前肢放置百分比较高,右转角的几率较低。外源性过表达BACE2可改善小鼠脑出血后行为学表现,促进远期神经功能恢复。5.BACE2组与F1AG组和PBS组相比,外源性过表达BACE2降低了血肿周围的Kv2.1、Cleaved Caspase-3蛋白表达水平,抑制神经细胞凋亡。结论1.小鼠脑出血后内源性BACE2表达增加,并于出血3天达到高峰。2.外源性过表达BACE2能够降低脑出血后Cleaved Caspase-3蛋白的表达,降低血肿周围Kv2.1蛋白表达水平,抑制神经细胞凋亡;可显著减轻脑出血急性期和远期的脑损伤程度;改善脑出血后小鼠的行为学表现,促进远期神经功能恢复,对小鼠脑出血模型具有保护作用。