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目的探究CoQ10在高血糖/糖尿病加重局灶性脑缺血再灌注损伤模型中的作用,初步阐述此病理生理过程中与线粒体分裂/融合的相关关系。方法本实验利用健康雄性SD大鼠(Sprague-Dawley rats)腹腔注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导I型糖尿病大鼠模型,饲养四周后进行药物处理一个月,然后通过使用线栓法诱导大脑中动脉栓塞(MCAO),栓塞30min制备局灶性脑缺血模型。为探讨CoQ10在高血糖/糖尿病加重脑缺血再灌注损伤模型中的减缓作用,及在此疾病发生发展中与线粒体分裂/融合的关系。将SD大鼠随机分为4组:①正常血糖组。②高血糖组:大鼠禁食大约12h后,依据60mg/Kg的STZ对大鼠左下腹部进行注射,3天后用测其血糖浓度,当血糖水平大于16.8mm/L的大鼠则定为高血糖/糖尿病组。③CoQ10干预组:高血糖成模后,饲养一个月后,开始使用辅酶Q10(10mg/kg,用1%吐温80的水溶液配制,肌肉注射,一个月)。④胰岛素治疗组:高血糖成模后一个月,每天17-18时腹部皮下注射诺和灵N 2U-3U/天,每三天测量一次大鼠的血糖浓度,根据血糖水平来调整用量,保证血糖水平在正常范围内;将上述的四个分组再分为三个亚组,分别为假手术组,缺血后再灌注24h组和再灌注72h组。采用Zea-Longa评分和Feeney评分标准,进行神经功能障碍评分,利用T型迷宫来检测其行为能力,采用苏木精-伊红染色法(HE染色)和Nissl染色方法来观察缺血后细胞的形态结构,以及TTC染色法观察缺血后组织损伤的范围和程度,利用免疫组织化学法检测SD大鼠线粒体分裂相关基因Fis1、Drp1和融合相关基因Mfn2、OPA1的表达量,以及NeuN、Iba1、GFAP的表达量,应用Western blot法检测自噬相关基因Lc3,以及线粒体分裂相关基因Fis1、Drp1、P-Drp1和融合基因Mfn2、OPA1的蛋白表达水平。研究结果①生理参数:coq10对大鼠体重的影响意义不大,但是coq10可以显著地降低血糖(p<0.05)。②缺血30min再灌住24小时后,高血糖可加重脑缺血的梗死体积,同时伴有神经功能缺失评分的增加(p<0.05);coq10干预组可有效的降低脑的梗死体积,同时还可以降低神经功能障碍评分(p<0.05)。③组织学观察也得到了相同的结果。he染色表明,在再灌注24小时和72小时,高血糖组的固缩神经细胞数量高于正常血糖组(p<0.05);在再灌注24小时,coq10干预组的固缩神经细胞数量少于高血糖组(p<0.05)。④nissl染色表明,在再灌注24小时和72小时,高血糖组存活神经元的数量明显少于正常组(p<0.05),与coq10干预组相比数量也很少(p<0.05);在缺血再灌注24h和72h时,高血糖组的iod值低于正常血糖组,而与辅酶q10组比其iod的值也是降低的(p<0.05)。⑤免疫组化结果可见,在再灌注24小时和72小时,高血糖组fis1的阳性表达明显多于正常血糖组(p<0.05),辅酶q10组fis1阳性表达则少于高血糖组(p<0.05);在再灌注24小时和72小时,高血糖组drp1的阳性细胞数明显多于正常血糖组(p<0.05),辅酶q10组drp1阳性细胞明显少于高血糖组(p<0.05);在再灌注24小时和72小时,高血糖组mfn2阳性细胞明显少于正常血糖组(p<0.05),与高血糖组比较,辅酶q10组在再灌注72小时后可以增加mfn2阳性细胞数(p<0.05)。在再灌注24小时和72小时,高血糖组opa1阳性细胞明显少于正常血糖组opa1的阳性细胞数,辅酶q10组opa1阳性细胞明显高于高血糖组的(p<0.05);在再灌注24小时和72小时,高血糖组neun的阳性细胞明显少于正常组,在再灌注24小时,辅酶q10组neun阳性细胞明显多于高血糖组(p<0.05);在再灌注24小时和72小时,高血糖组gfap的阳性细胞明显多于正常血糖组(p<0.05),辅酶q10组gfap阳性细胞明显少于高血糖组(p<0.05)在再灌注24小时和72小时,高血糖组iba1的阳性细胞明显高于正常组,在再灌注72小时,辅酶q10组iba1阳性细胞明显少于高血糖组(p<0.05)。⑥western印迹分析,膜结合形式lc3b-ii/i的蛋白质和线粒体分裂蛋白fis1表达水平以及p-drp1/drp1的表达水平,在再灌住24小时和72小时,高血糖组显著高于正常血糖组,辅酶q10组显著低于高血糖组(p<0.05)。线粒体融合相关蛋白mfn2和opa1的表达水平与分裂蛋白的表达水平正好相反(p<0.05)。结论糖尿病高血糖可以加重脑缺血再灌注损伤这一病理生理的过程。CoQ10可通过稳定线粒体分裂/融合过程、发挥一定的神经保护作用、减轻高血糖加重局灶性脑缺血再灌注损伤。