NAD+和NBP保护脑缺血再灌注损伤作用与机制的比较研究

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目的:比较烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)和丁基苯酞(Dl-3-n-butylphthalide,NBP)保护脑缺血再灌注损伤的效果和作用机制,为临床上缺血性中风患者的治疗提供新的思路。方法:采用小鼠短暂性大脑中动脉阻塞再灌注(transient middle cerebral artery occlusion/reperfusion,t-MCAO/R)模型和胎鼠原代皮层神经元缺糖缺氧再复糖复氧(oxygen and glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)模型。动物实验中,小鼠脑缺血2 h再灌注即刻分别通过尾静脉注射50 mg/kg的NAD+、通过腹腔注射30 mg/kg的NBP,再灌注24 h后检测脑梗死体积、神经行为学评分以及脑水肿;再灌注21天后,采用平衡木,转棒以及新物体识别实验检测小鼠急性缺血性中风后平衡运动能力和学习记忆能力的恢复;再灌注28天后,检测小鼠生存率,脑萎缩,以比较NAD+和NBP对小鼠脑缺血再灌注损伤的疗效差异。采用丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、乳酸(Lactic acid,LD)、H2O2、三磷酸腺苷(Adenosinetriphosphate,ATP)试剂盒检测小鼠脑缺血再灌注3 h后的大脑皮层氧化应激及能量代谢水平;Western blot法和免疫共沉淀法检测小鼠脑缺血再灌注后不同时间大脑皮层中线粒体损伤相关蛋白如过氧化物酶体增殖物激活受体辅助因子-1α(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1 alpha,PGC-1α)、SIRT3和氧化应激相关蛋白如4-羟基壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)的表达变化,以及NAD+和NBP对这些蛋白表达的影响。采用透射电镜观察小鼠脑缺血再灌注12 h后皮层的线粒体形态。离体实验中,通过CCK-8试剂盒检测15 mM的NAD+和5 μM NBP对原代神经元经OGD/R 24h后细胞存活率的影响;使用DCFH-DA和线粒体超氧化物(Red mitochondrial superoxide indicator,MitoSOX)荧光染色检测 NAD+和 NBP 对 OGD/R 引起的细胞氧化应激及线粒体超氧化物水平的影响。通过ATP试剂盒检测NAD+和NBP对原代皮层神经元OGD/R后能量代谢的影响。结果:50 mg/kg的NAD+和30 mg/kg的NBP都能对小鼠急性缺血性脑卒中起到保护作用。相比NAD+,NBP的治疗时间窗较长。两药均提高小鼠平衡运动能力,减小长期缺血后的脑萎缩体积;在新物体识别实验中,NBP改善小鼠学习记忆能力,但NAD+效果不显著。30 mg/kg的NBP和50 mg/kg的NAD+都能显著降低缺血区皮层的ROS产生,但是NBP对缺血引起的脂质过氧化产物标志物、硝基酪氨酸以及DNA损伤标志物的增加没有显著影响。在改善能量代谢方面,NAD+能显著抑制小鼠脑缺血再灌注导致的ATP耗竭、降低乳酸的积累,而NBP不能显著改善能量代谢。小鼠脑缺血再灌注12h,透射电镜观察到缺血区半暗带线粒体空泡化严重,肿胀变圆并且线粒体嵴消失,NAD+和NBP都能明显抑制这种变化。线粒体相关蛋白在小鼠缺血再灌注后24h变化最显著,而NAD+能够显著抑制这些蛋白表达的变化,并且这可能与SIRT3的去乙酰化相关。在离体细胞实验中,5 μM的NBP和15 mM的NAD+都能显著提高原代皮层神经元经OGD/R的存活率,降低神经元活性氧(Reactive oxygen species,ROS)和线粒体超氧化物的积累。对于OGD/R导致的ATP耗竭,NAD+显示出比NBP更好的改善效果。结论:NAD+和NBP均对在体和离体的脑缺血再灌注损伤具有保护作用。NAD+可能通过增加SIRT3表达从而去乙酰化NDUFA9,改善线粒体功能,促进能量代谢和抗氧化应激。而NBP在体内改善能量代谢的效果不如NAD+显著,并且NBP对小鼠脑缺血再灌注的保护作用可能不是通过SIRT3来实现。
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目的:本文旨在探究脑缺血再灌注过程中TIGAR(TP53诱导的糖酵解和细胞凋亡调控因子)转位内质网调控内质网应激的机制,扩展TIGAR对缺血性神经元损伤的保护机制。方法:利用线栓法建立小鼠短暂大脑中动脉栓塞再灌注(Ischemia/reperfusion,I/R)模型,体外培养小鼠海马神经元(HT22)细胞,建立缺糖缺氧再灌注(Oxygenglucose deprivation/reperfusi
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