骨化三醇通过自噬诱导的Nrf2核转位对脊髓损伤后神经保护作用机制的研究

来源 :济宁医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhwgppp
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目的:通过建立大鼠脊髓损伤模型,研究骨化三醇在脊髓损伤中的潜在神经保护作用,并确定其对于Nrf2核转位及氧化应激相关因子NOX2的调控作用,分析以上指标是否参与了大鼠脊髓损伤后的运动功能恢复。方法:使用96只SPF级成年雄性SD大鼠随机分成四组(每组24只):假手术组、脊髓损伤组(模型组)、2ug/kg骨化三醇治疗组(治疗组)、30mg/kg自噬抑制剂(3-MA)干预组(自噬抑制组)。使用电动脊髓损伤撞击仪(撞击头尺寸2.5mm;撞击力度200千达因;撞击深度4mm;撞击压迫时间1s)对SD大鼠进行脊髓损伤模型的制作,假手术组只进行椎板切除而不撞击脊髓,其余组都进行撞击脊髓的处理。使用撞击仪撞击的各组大鼠,见到双下肢扑动即为造模成功,造模成功后立即注射相关液体。治疗组腹腔注射2ug/kg骨化三醇溶液,自噬抑制组腹腔注射2ug/kg骨化三醇溶液及30mg/kg3-MA溶液,模型组和假手术组注射等体积生理盐水,2次/天。在造模后相应的时间节点,使用心脏空气栓塞的方法处死各组大鼠。取各组大鼠相应节段脊髓,分别制作石蜡切片、冰冻切片,并提取组织蛋白。使用BBB评分观察造模后的大鼠运动功能恢复情况,使用苏木精-伊红(HE)染色观察不同分组同一脊髓平面组织剩余情况,使用尼氏染色检测不同分组中神经元的存活数量,使用免疫组织化学染色检测脊髓组织中Bcl2和Bax的阳性表达情况,使用Western Blot检测组织中Neu N、p62、LC3B、Keap1、Nrf2、NOX2、Bcl2和Bax的蛋白表达,使用双重免疫荧光染色检测Nrf2在神经元中的核移位情况,使用免疫荧光染色检测NOX2的表达情况。使用Image J软件处理HE染色图片、尼氏染色图片、免疫组化图片、Western Blot图片,定量分析它们表达量之间的关系。结果:行为学评分结果显示,治疗组大鼠在脊髓损伤后第7和14天可在一定程度上改善运动功能障碍(P<0.001)。在组织学方面,HE染色结果显示,与模型组相比,治疗组大鼠的脊髓结构得到恢复,神经元变性及白质的髓鞘改变程度减弱,残余脊髓组织百分比显著高于模型组(P<0.001)。与治疗组相比,自噬抑制组大鼠脊髓组织中脊髓结构受损严重(P<0.001)。尼氏染色结果显示,与模型组相比,治疗组大鼠的脊髓组织中存活神经元的数量增加(P<0.001)。与治疗组相比,自噬抑制组中存活神经元的数量减少(P<0.001)。Western blot对神经元标记物(Neu N)检测结果显示,与假手术组相比,模型组蛋白表达减低(P<0.01),治疗组蛋白表达较模型组升高(P<0.05),自噬抑制组蛋白表达较治疗组减低(P<0.01)。Western blot对自噬相关蛋白p62、LC3BⅡ的检测结果显示,与假手术组相比,模型组p62蛋白表达升高(P<0.05),治疗组蛋白表达较模型组降低(P<0.01);与模型组相比,治疗组LC3BⅡ蛋白表达升高(P<0.001),自噬抑制组蛋白表达较治疗组降低(P<0.001)。Western blot对上游蛋白Keap1的检测结果显示,与模型组相比,治疗组蛋白表达降低(P<0.001),自噬抑制组蛋白表达较治疗组升高(P<0.01);双免疫荧光分析Nrf2与Neu N共定位情况,在治疗组,有更多神经元发生了核移位。Western blot检测脊髓组织核蛋白中Nrf2的表达情况。与其他各组相比,在治疗组中,Nrf2蛋白表达显著增加(P<0.001)。免疫荧光分析氧化应激相关蛋白NOX2的表达情况,与模型组相比,治疗组NOX2的荧光强度减弱,Western blot也得到了相同的结果(P<0.001)。Western blot对凋亡相关蛋白Bcl2及Bax的检测显示,与假手术组相比,模型组Bcl2蛋白表达降低(P<0.05),治疗组的蛋白表达较模型组升高(P<0.001),自噬抑制组的蛋白表达较治疗组降低(P<0.001);与假手术组相比,模型组Bax蛋白表达升高(P<0.001),治疗组的蛋白表达较模型组降低(P<0.001),自噬抑制组蛋白表达较治疗组升高(P<0.05);免疫组织化学染色的结果与Western blot结果相一致(P<0.001)。结论:(1)骨化三醇能减弱大鼠脊髓损伤后脊髓组织的病理损害,从而发挥神经保护作用。(2)骨化三醇可以通过激活自噬促进大鼠脊髓损伤后Nrf2在神经元中的核移位。(3)骨化三醇可以通过激活自噬降低大鼠脊髓损伤后氧化应激相关因子NOX2的表达,抑制大鼠脊髓损伤后的氧化应激过程,从而发挥抗氧化保护作用。
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