电针及NBD多肽抑制局灶脑缺血/再灌注大鼠大脑皮质及海马CA1区炎症反应及其机制的研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liu8423824
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
背景:缺血性脑血管病属一类严重危害人类健康和严重影响生活质量的神经系统危、急、重症。其中,局灶脑缺血/再灌注是主要的发病类型,具有“高发病率、高致残率及高死亡率”的特点。局灶脑缺血/再灌注后会产生一系列复杂的病理变化过程,其缺血缺氧损害影响脑内较广的范围,不仅仅局限于缺血病灶局部及灶周组织,其远隔损害也可破坏脑内其他重要的功能结构,如海马、黑质等。研究证实,大脑重要组织结构中以大脑皮质及海马结构是对缺血缺氧损害较为敏感的区域。海马的CA1区是其重要的功能结构,是对短暂性脑缺血最为敏感的区域。对于大脑中动脉梗塞/再灌注引起的病理损害,非缺血缺氧局部的海马仍受其损伤而引起相应的病理变化即为脑缺血/再灌注后产生的远隔损害。而在远隔损害的病理机制中,炎症反应起着非常重要的作用,即局灶脑缺血/再灌注后诱发的炎症反应,对非缺血病灶内的海马同样产生严重的病理损害,是对海马区域的远隔炎性效应。在局灶脑缺血/再灌注发生的起始阶段,各种复杂的病理过程共同作用于机体,导致脑功能受到严重的损伤。在其复杂的病理损伤机制中炎症反应是极其重要的组成部分,不仅参与局部缺血灶内的病理损伤,同时也会引起非缺血区内海马部位的远隔损伤效应。在大量实验性脑缺血/再灌注动物模型中发现,脑缺血缺氧损伤后缺血病灶局部及灶周等均有炎性细胞因子的表达和炎性细胞的浸润,说明脑内炎症反应被激活,加重机体组织的损伤,促进继发性脑损害发生,成为局灶脑缺血/再灌注损伤的主要过程之一。核因子-κB(Nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路为炎症反应病理环节中主要的组成部分,属于调节炎症反应的关键节点,且活化的NF-κB可单独或协同其他与炎症相关的转录因子共同作用参与多种炎症介质基因的诱导表达。由于NF-κB信号通路能启动下游多个炎症介质,具有级联放大的特点,因此NF-κB信号通路应视为炎症反应调控的中心和关键起始步骤。同时,NF-κB信号通路本身就是一个复杂的细胞转导通路,由多个起关键作用的重要蛋白相互作用、相互协同激活或抑制NF-κB信号通路,调节其在生理病理状态下的反应平衡。在NF-κB信号通路中,由发挥最重要且最基本作用的抑制蛋白IκB家族及激活蛋白IKKs家族共同调节NF-κB信号通路的活性。因此,以抑制NF-κB信号通路过度激活为主要靶向,调节抑制蛋白与激活蛋白之间的平衡为有效抑制局灶脑缺血/再灌注炎症反应的损害的关键节点。在调节NF-κB信号通路的多种干预手段中,电针是目前较为常用的“非药物”治疗手段,正被越来越多地运用于脑血管病的临床治疗与基础研究中。同时,电针在局灶脑缺血/再灌注后的抗炎作用也在大量研究中得到证实。但电针的抗炎作用机制中是否通过干预NF-κB信号通路而发挥作用仍未有较深入的研究。同时,作为NF-κB信号通路的特异性抑制多肽(nemo binding domain, NBD)NBD多肽,针对局灶脑缺血/再灌注后的抗炎干预作用的研究也未有更深入的报道。目的:观察局灶脑缺血/再灌注后炎症反应的激活变化及探讨电针与NF-κB特异性抑制剂NBD多肽对于NF-κB信号通路中关键蛋白活性的调节作用及其主要的作用靶点,以探索电针及NBD多肽调节信号通路激活作用的可能机制;将电针干预NF-κB信号通路激活的作用机制与NBD多肽的作用机制作对照,以深入探讨电针调节NF-κB信号通路的激活或抑制的平衡反应,从而得出电针抑制局灶脑缺血/再灌注后炎症损伤可能的作用靶点和作用机制。另外,以右侧海马CA1区为研究区域,以NBD多肽为干预手段,取再灌注后24h及7d为观察时相点,以NF-κB信号通路中关键蛋白NF-κB p65及IκBα作为研究对象,研究探讨局灶脑缺血/再灌注后给予该药抑制海马CA1区炎症反应进而减轻远隔损害的神经保护作用及其可能的作用机制。方法:1.运用大鼠右侧大脑中动脉闭塞/再通模型(middle cerebralartery occlusion/reperfusion, MCAO/R),将355只SD雄性健康清洁级大鼠随机分为假手术组(n=70)、模型组(n=95)、电针组(n=95)及NBD药物组(n=95),每组将按照再灌注后6h、12h、24h及48h四个时相点分为4个亚组,每组每个时间点5只大鼠。利用电针刺激模型大鼠的“百会”穴(GV20)及“四关”穴(“合谷”LI4/“太冲”LR3)进行电针干预;同时利用侧脑室注射NBD多肽进行药物干预。运用TTC染色观察局灶脑缺血/再灌注后24h时脑梗死体积的变化;HE及FJB染色观察局灶脑缺血/再灌注后24h脑缺血再灌注、电针及NBD多肽干预后病灶内神经细胞变性损伤及丢失情况;ELISA检测缺血病灶区内脑组织及外周血血清中6h、12h、24h及48h四个时间点细胞因子(IL-1β/IL-13)的含量变化;免疫组化定位观察再灌注后24h时间点NF-κB p65蛋白胞浆/胞核的表达情况;免疫荧光检测再灌注后24h时间点缺血灶内NF-κB p65/IκBα胞浆/胞核蛋白的表达及IKKα及IKKβ的蛋白变化;Western blot检测各组NF-κB p65/IκBα胞浆或胞核蛋白的表达变化;Western blot、Q-PCR检测各组内IKKα及IKKβ的蛋白及mRNA表达变化;EMSA实验检测各组内NF-κB与DNA结合能力的变化。2.将138只雄性健康清洁级SD大鼠随机分为假手术组(n=24)、模型组(局灶脑缺血/再灌注组,n=38)、NBD多肽药物组(局灶脑缺血/再灌注+NBD多肽, n=38)及NBD对照药物组(局灶脑缺血/再灌注+NBD多肽转化型, n=38)。运用苏木素-伊红染色及FJB染色观测局灶脑缺血/再灌注及NBD多肽干预后大鼠海马CA1区内神经细胞变性损伤、丢失情况;运用ELISA检测海马区组织内IL-1β及IL-1Ra的含量变化;免疫荧光双标、免疫蛋白印迹检测NF-κB p65及IκBα蛋白在胞核表达的变化情况探讨各组别海马CA1区内NF-κB的核转位活化过程。结果:1. TTC染色显示局灶脑缺血/再灌注24h后模型组脑梗死体积约为40%,电针组及NBD组脑梗死体积明显减小(P<0.05)(电针组约为30%、NBD组约为22%)。HE及FJB染色显示,局灶脑缺血/再灌注24h后模型组内神经细胞受损及丢失明显;电针组及NBD组缺血区内神经细胞受损及丢失情况明显减轻(P<0.05);与模型组、电针组比较,NBD组减轻效应更显著(P<0.05)。ELISA检测显示,与假手术组比较,模型组中促炎因子IL-1β含量在缺血脑组织及外周血血清中明显增高,电针组及NBD组IL-1β含量水平明显低于模型组(P<0.05),NBD组比电针组降低更明显(P<0.05);抑炎因子IL-13含量在模型组、电针组及NBD组的脑组织及外周血血清中均升高,但比模型组比较,电针组、NBD组升高更明显(P<0.05),同时模型组中IL-13含量高峰时间点为48h,电针组将IL-13含量高峰时间点提前至24h及NBD组内的提前至12h。免疫组化显示模型组NF-κB p65在胞浆及胞核均表达,特别在胞核内高表达(P<0.05),电针组及NBD组结果与模型组比较,以胞浆表达为主,胞核表达明显减少(P<0.05),电针组与NBD组结果比较无明显差别(P>0.05)。免疫荧光、Western blot检测显示,与假手术组比较,模型组胞核内NF-κB p65蛋白高表达(P<0.05),而IκBα蛋白呈低表达(P>0.05);电针组及NBD组与模型组比较,均能明显增加胞浆及胞核内IκBα的表达、降低NF-κB p65在胞核内的高表达(P<0.05),抑制NF-κB的核转位。在IKKα、IKKβ指标的观测中,与假手术组比较,模型组内IKKα、IKKβ蛋白及mRNA表达明显增高,特别是再灌注后24h及48h,IKKβ蛋白及mRNA升高明显(P<0.05);与模型组比较,电针组IKKα、IKKβ蛋白及mRNA表达显著下降(P<0.05),而NBD组与模型组及电针组比较,IKKβ蛋白及mRNA表达下降最明显(P<0.05),但对IKKα无明显抑制作用(P>0.05)。在NF-κB与DNA结合能力变化的检测中,与假手术组比较,模型组内NF-κB与DNA结合能力明显升高(P<0.05),电针组及NBD组内NF-κB与DNA结合能力与模型组比较明显下降,其中电针组与NBD组比较,电针组下降更显着(P<0.05)。显示电针及NBD多肽对于NF-κB信号通路中其关键抑制蛋白及关键激活蛋白均有调节作用。2.海马CA1区检测结果示:HE及FJB染色显示,与假手术组比较,局灶脑缺血/再灌注后模型组24h及7d海马CA1区出现明显的神经细胞变性坏死损伤(P<0.05),神经细胞丢失明显(P<0.05),MT-NBD药物对照组显示相同结果(P<0.05),模型组内24h与7d之间比较神经细胞受损数目无显著差异(P>0.05),MT-NBD组结果与模型组结果比较无差异(P>0.05);同时,与假手术组比价,模型组及MT-NBD组内1L-1β及IL-1Ra含量显著增高,特别是再灌注后24h时间点最显著(P<0.05)。与模型组及MT-NBD组比较,NBD组内24h及7d变性受损及丢失的神经细胞数目明显减少(P<0.05),特别是再灌注后7d改善最显著(P<0.05);同时,NBD组内IL-1β含量显著降低(P<0.05),IL-1Ra含量明显增高(P<0.05)。免疫荧光及western blot检测结果显示,与假手术组比较,模型组及MT-NBD组于再灌注后24h及7d海马组织CA1区细胞核内p65蛋白表达显著增加(P<0.05),而IκBα呈低表达(P>0.05);NBD组与模型组及MT-NBD组比较,胞核内p65蛋白表达显著降低(P<0.05),而IκBα蛋白在胞核内大量表达(P<0.05),表明NBD多肽能有效调节NF-κB p65及IκBα在胞核的表达,从而有效干预NF-κB的核转位过程。结果表明局灶脑缺血/再灌注后,海马CA1区内神经细胞受损明显,炎症反应被激活;NBD多肽干预后促炎因子水平下降,神经细胞受损减轻,证实海马区内炎症反应被抑制,能有效缓解脑缺血/再灌注对海马产生的远隔损害。结论:1.局灶脑缺血/再灌注后炎症反应被激活,局部缺血大脑皮质内神经细胞受损明显;电针刺激及NBD多肽干预均能抑制NF-κB信号通路的激活:二者均能通过增加NF-κB/IκBα反馈环路中IκBα的表达在局灶脑缺血/再灌注早期有效抑制NF-κB核转位过程;但二者对于IκB激酶的作用却不相同:电针极有可能是通过有效抑制IKKα、IKKβ的表达,阻止IκBα降解的程度,调节NF-κB/IκBα反馈环路的平衡而抑制NF-κB核转位,同时抑制NF-κB增高的活性而达到有效抑制NF-κB信号通路激活的目的;而NBD多肽能显著抑制IKKβ的表达调节NF-κB/IκBα反馈环路的平衡而抑制NF-κB信号通路的激活,对于IKKα作用却不显著,其抑制NF-κB活性的能力也弱于电针,因此,NBD多肽的作用靶点精确与电针多靶点的特点有所不同。综上,电针及NBD多肽通过有效调节NF-κB信号通路在病理状态下过度活化的平衡,达到减轻局灶脑缺血/再灌注后炎性反应损害的目的。2.局灶脑缺血/再灌注后,缺血缺氧远隔损害部位的大鼠海马CA1区内NF-κB核转位过程启动,NF-κB信号通路被活化,海马CA1区内炎症反应被激活,加剧了局灶脑缺血/再灌注产生的远隔损害对脑组织的破坏;NBD多肽干预能抑制NF-κB的核转位过程,阻止NF-κB信号通路的活化从而有效抑制炎症反应的级联放大,达到减轻局灶脑缺血/再灌注后海马CA1区内远隔损害的目的。
其他文献
目的观察用复方米非司酮配伍利凡诺终止中期妊娠的效果。方法选择妊娠16~26周要求引产的健康妇女148例,随机分为两组,观察组72例,每天服复方米非司酮1片2d后行羊膜腔内注射利
碳硅泥岩型铀矿床是中国四大工业铀矿床类型之一,其铀资源量曾占到全国铀资源总量的16%。按当前铀产品价格,其中大部分属于可利用的经济-次经济型资源。碳硅泥岩型铀矿床在中国
20世纪90年代网络传播的兴起,对社会传播学产生了巨大的影响,同时传播学的发展也给健身气功健康传播的发展带来新的机遇。互联网络是一种高效的,多功能的信息传播媒体,被称为继报
中小企业是促进经济发展、创造就业岗位和提升创新能力的中流砥柱。然而,中小企业在我国的发展却是“强位弱势”,其融资难问题始终没有得到解决并备受诟病,这严重制约了我国中小
大学通识教育兴起于美国。我国现代大学建立之初就实践了通识教育,20世纪90年代中国大学开始将其本土化为“大学生文化素质教育”。由于制度和认识方面的差距,目前我国通识教
老年慢性喘息型支气管炎急性发作期血皮质醇的测定柏志松江苏省省级机关医院(210024)周贤梅南京铁道医学院附属医院(210008)老年人随年龄增长,其生理功能普遍低下。为了解病理状态下老年慢性喘
分层教学是新课改的内容之一,它是以学生为主体的一种教学模式,以素质教育为核心,正视学生差异的客观性,努力创造"最近发展区",通过分层教学来满足不同类型不同层次学生个性
本实验采用来源广泛、价格低廉的醋酸纤维素和淀粉、聚乙烯醇作为原料制备肥料包膜材料,对影响包膜材料养分缓释能力的因素进行了探讨;并采用水溶出率法研究了两种包膜材料包
本文阐述了智能钻井大数据应用价值,提出智能钻井技术发展路线相关建议。以期使我国石油钻井技术实现低成本、高效率,提高我国石油钻井技术在国际市场中的竞争力。
目前,国内中等学校随着新的《普通高中数学课程标准》的实施,许多一线教师充分认识到数学学科的重要目标面向全体学生,倡导探究性学习,注重教学内容与现实生活相联系,提高数