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目的通过线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)的脑缺血再灌注模型,观察同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)对脑缺血再灌注后大脑海马DG区和皮质区小胶质细胞活化及线粒体损伤的影响,通过JAK2/STAT3抑制剂AG490和Hcy联合干预,探讨Hcy通过信号转导及转录激活子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)对脑缺血再灌注损伤的作用及机制,为预防高Hcy血症相关的缺血性脑病提供新的思路及实验依据。方法120只体重在180-200 g范围的雄性SD大鼠,随机分组法分为假手术组(SHAM)、大脑中动脉缺血再灌注组(MCAO)、模型+同型半胱氨酸组(MCAO+Hcy)、模型+同型半胱氨酸+AG490组(MCAO+Hcy+AG490)及模型+AG490组(MCAO+AG490),每组24只;SHAM和MCAO组按照4 m L/kg·d剂量尾静脉注射生理盐水,MCAO+Hcy和MCAO+Hcy+AG490组按4 mL/kg·d剂量尾静脉注射浓度为0.8 mg/m L的Hcy溶液,干预21 d后进行MCAO手术,MCAO+Hcy+AG490和MCAO+AG490组在手术前1 h以4 mL/kg·d剂量进行腹腔注射浓度为0.75 mg/mL的AG490溶液;造模后24 h通过氯化三甲苯甲基四氮唑(TTC)染色法检测大鼠脑梗死体积;苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色法检测大脑细胞形态改变;透射电镜观察大脑线粒体损伤情况;线粒体呼吸链复合酶活性试剂盒检测线粒体呼吸链复合酶活性;免疫荧光法检测脑组织Iba-1、OX-42、IL-6、TNF-α、8-OHdG和p-STAT3表达情况;Western blot检测脑组织中p-STAT3、Iba-1、OX-42、IL-6、TNF-α蛋白表达及胞浆中Cyt c蛋白表达和线粒体中p-STAT3及Cyt c蛋白表达。体外培养N2a细胞,H2DCFDA探针法检测不同干预后ROS水平,Western blot检测线粒体中p-STAT3表达情况。结果与MCAO组比较,Hcy干预模型组:TTC染色结果显示,脑梗死体积增大;HE染色结果显示,神经细胞损伤加重;透射电镜观察及线粒体损伤评分结果显示,线粒体损伤加重;线粒体呼吸链复合酶活性检测结果显示,呼吸链复合酶I、II、III活性均有不同程度下降;免疫荧光检测结果显示,大脑海马DG区和皮质区小胶质细胞特异性标记物Iba-1和OX-42阳性细胞数增加、炎症因子标记物IL-6和TNF-α阳性细胞数增加、氧化应激标记物8-OHdG阳性细胞数增加、OX-42(Iba-1)与p-STAT3双阳性细胞数增加及线粒体标记物COX IX与p-STAT3双阳性细胞数增加;Western blot检测结果显示,脑组织中Iba-1、OX-42、IL-6、TNF-α及p-STAT3蛋白表达均升高,线粒体中Cyt c蛋白表达降低和p-STAT3蛋白表达升高,以上各个指标两组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。与MCAO+Hcy组比较,MCAO+Hcy+AG490组大脑梗死体积减小;神经细胞损伤减轻;脑组织线粒体损伤减轻;免疫荧光检测结果显示,大脑海马DG区和皮质区Iba-1、OX-42、IL-6、TNF-α及8-OHdG阳性细胞数均减少,OX-42(Iba-1)与p-STAT3双阳性细胞数及COX IV与p-STAT3双阳性细胞数均较少;Western blot检测结果显示,脑组织中Iba-1、OX-42、IL-6、TNF-α及p-STAT3蛋白表达均降低,胞浆中Cyt c蛋白表达降低,线粒体中Cyt c蛋白表达升高和p-STAT3蛋白表降低,以上各个指标的两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。H2DCFDA探针检测N2a细胞ROS水平,与对照组比较,Hcy也能够促进N2a细胞内ROS的生成,且ROS水平在干预5 min后开始升高;Western blot检测结果显示,Hcy也能够激活N2a细胞线粒体中的STAT3,p-STAT3表达在干预30 min后开始升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。与Hcy组比较,Hcy+AG490和Hcy+GEE组ROS水平显著下降,线粒体中p-STAT3表达水平下降,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论成功建立大鼠脑缺血再灌注模型,发现Hcy能加剧脑缺血再灌注后脑组织和线粒体损伤、促进小胶质细胞活化和炎症因子表达、提高氧化应激水平以及增加小胶质细胞和线粒体中p-STAT3的表达,在给予AG490后,Hcy引起的上述效应在一定程度上均被抑制,故Hcy可能通过提高小胶质细胞中p-STAT3的表达促进脑缺血后小胶质细胞活化及炎症因子的分泌,通过提高线粒体中p-STAT3的表达加剧脑缺血后线粒体损伤及氧化应激水平;此外,Hcy干预N2a细胞生成的ROS能促进其线粒体中STAT3的活化,反过来,线粒体中p-STAT3的表达又会进一步加剧ROS的生成,即氧化应激与p-STAT3之间可能存在交互作用。