论文部分内容阅读
研究背景多发性硬化(multiple sclerosis,MS)是临床上常见的中枢神经系统炎性脱髓鞘性疾病,也是导致青壮年非创伤性神经功能障碍的主要原因之一。目前尚无有效的治疗方法来促进髓鞘再生和改善MS患者的日常生活。氧化应激在MS疾病及其动物模型的发病及病程进展中起着至关重要的作用。核因子E2-相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是机体抗氧化损伤主要防御机制中的重要转录因子。研究表明,通过激活Nrf2途径提高机体的抗氧化能力减少氧化损伤是MS疾病治疗的一个潜在的靶点。电磁场因其无创、操作方便、禁忌症少等优点,受到越来越多的关注。极低频电磁场(extrmely low-frequency electromagnetic fields,ELF-EMF;0-300Hz)神经保护作用已经在一些研究中被证明与激活Nrf2通路调控内源性的抗氧化酶活性有关。但目前有关ELF-EMF在MS等脱髓鞘疾病的作用研究很少,相关机制也尚未阐明。双环己酮草酰二腙(cuprizone,CPZ)是一种选择性的铜离子螯合剂,能够模拟氧化损伤机制诱导少突胶质细胞的凋亡,引起髓鞘的降解,是国际上广泛使用的MS动物模型。目的在本研究中,探讨ELF-EMF对CPZ诱导的MS模型小鼠行为缺陷和髓鞘脱失的影响及潜在的作用机制。方法小鼠适应环境1周后,将40只雄性C57BL/6小鼠按照随机原则分为4组:对照组(Con)、ELF-EMF 组(EMF)、CPZ 组、CPZ+ELF-EMF 干预组(CPZ+EMF),每组10只。Con组和EMF组继续饲喂普通鼠饲料,CPZ组和CPZ+EMF组予以喂养0.3%(w/w)CPZ的混合鼠饲料5周建立MS动物模型。在实验第2周,将EMF组和CPZ+EMF组的小鼠暴露在频率50Hz、场强7mT的电磁场中(20min/天,每周6次,共4周)。Con组和CPZ组小鼠同样放置在磁头中,但不接电源。每周称重评估活体小鼠的一般情况。实验第5周末,通过转棒试验、高架十字迷宫检测小鼠的运动和精神状态。处死小鼠,利用LFB染色和髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)免疫组化染色评估胼胝体区域髓鞘的变化情况,生化法检测肼胝体组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)活性评估氧化损伤程度,应用免疫组化、Western blot和实时定量聚合酶链反应法检测脑组织Nrf2及其下游靶标血红素氧合酶(heme oxygenase-1,HO-1)的表达情况。结果(1)实验第5周末,CPZ组和CPZ+EMF组小鼠的体质量均显著低于Con组(P<0.001,P<0.05);而CPZ+EMF组小鼠的体质量较CPZ组明显增多(P<0.05)。与Con组相比,CPZ组小鼠的转棒上运动持续时间缩短(P<0.001),高架十字迷宫开臂的进入次数百分比(OE%)和停留时间百分比(OT%)均减少(P<0.05),小鼠胼胝体区域LFB染色显示髓鞘明显脱失(P<0.001)、MBP的平均光密度(averageoptical density,AOD)值显著减少(P<0.001)。与CPZ组相比,CPZ+EMF组小鼠的转棒时间延长(P<0.05),高架十字迷宫的OT%值增加(P<0.05),且肼胝体LFB染色髓鞘脱失程度减轻(P<0.001)>MBP 的 AOD 值增多(P<0.001)。(2)与Con组相比,CPZ组小鼠胼胝体组织的MDA水平增多和SOD活性下降,有显著性统计学差异(均P<0.001)。与CPZ组相比,CPZ+EMF组小鼠MDA明显减少(P<0.001)和SOD明显增高(P<0.01)。CPZ组小鼠脑组织Nrf2入核细胞数和Nrf2蛋白的表达较Con组有增加(P<0.01,P<0.05),而两组的HO-1蛋白和HO-1mRNA表达均无统计学差异(均P>0.05)。与CPZ组相比,CPZ+EMF组小鼠脑组织的Nrf2入核细胞数和Nrf2蛋白明显增加(P<0.05,P<0.01),且下游HO-1蛋白和HO-1mRNA的表达均明显上调(P<0.05,P<0.01)。结论本研究首次报道了 ELF-EMF对CPZ诱导的MS模型具有保护作用,可以改善小鼠整体情况、促进神经功能障碍的恢复和减轻脑组织的髓鞘脱失程度,其保护作用机制可能是通过上调Nrf2/HO-1抗氧化通路的表达从而减缓CPZ介导的氧化应激损伤。旨在为临床上ELF-EMF治疗MS疾病提供重要的理论参考。