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第一部分:重组人粒细胞集落刺激因子对脑缺血再灌注大鼠的神经保护作用 目的:利用局灶性脑缺血再灌注模型,观察rhG-CSF对脑缺血后的神经保护作用。 方法:健康雄性SD大鼠,质量280~320g。随机分为3组:假手术组(sham组),生理盐水对照组(Nacl组),rhG-CSF治疗组。每组又随机分为缺血24h、7d和14d时间点组,每一时间点均为6只大鼠。线栓法制备大鼠大脑中动脉缺血(MCAO)模型:按Zea-Longa5分制标准评分,其中0分和4分者被剔除。动物模型缺血90min时再灌注,于再灌注开始,治疗组予rhG-CSF50μg/(kg·d),腹部皮下注射,连续5天。生理盐水对照组予等量生理盐水。每只大鼠均于缺血再灌注24h、7d、14d时分别进行神经功能缺损评分,评分标准应用改良神经功能缺损评分表。各组大鼠分别记录死亡数。 结果: 1、死亡率统计:为保证Nacl组和rhG-CSF治疗组每个时间点实验成功动物数均为6只大鼠。Nacl组共进行39只大鼠的模型制作,总死亡率为53.85%(21/39)。给予50μg/(kg·d)的rhG-CSF治疗组死亡动物较少,共进行24只动物的模型制作,死亡率为25%(18/24)。两者之间的差别具有统计学意义(P<0.05)。 2、神经功能评分统计:缺血再灌注24h时,Nacl组和治疗组较假手术组神经功能评分上升,表明认为神经功能下降,差异有显著性(P<0.05)。但Nacl组和治疗组神经功能评分无明显差异(P=0.131)。缺血再灌注7d时,Nacl组和治疗组较假手术组神经功能评分差异有显著性(P<0.05),治疗组较Nacl组神经功能评分差异有显著性(P<0.05)。即认为治疗组和Nacl组神经功能均较假手术组差,但治疗组神经功能较Nacl组神经功能恢复较好。缺血再灌注14d时,各组两两比较差异均有显著性(P<0.05)。即治疗组神经功能较Nacl组神经功能恢复较好。 小结:rhG-CSF能降低脑缺血大鼠死亡率;rhG-CSF能改善脑缺血大鼠神经功能,说明rhG-CSF具有神经保护作用。 第二部分粒细胞集落刺激因子对脑缺血再灌注大鼠自噬作用的影响 目的:观察rhG-CSF治疗对脑缺血再灌注大鼠自噬的影响。 方法:健康雄性SD大鼠,质量280~320g。随机分为3组:假手术组(sham组),生理盐水对照(Nacl组),rhG-CSF治疗组。每组均为6只大鼠。线栓法制备大鼠大脑中动脉缺血(MCAO)模型:按Zea-Longa5分制标准评分,其中0分和4分者被剔除。动物模型缺血90min时再灌注,于再灌注开始,治疗组予rhG-CSF50μg/(kg·d),腹部皮下注射,连续5天。生理盐水对照组予等量生理盐水。治疗结束后取材。采用免疫组化法检测LC3的表达,采用Westernblot检测、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、LAMP-2a、HSC-70的表达。 结果: 1、免疫组化结果:与假手术组相比,对照组及实验组大鼠的自噬蛋白LC3阳性表达高于假手术组,rhG-CSF治疗组的自噬蛋白LC3阳性表达要高于假手术组和生理盐水对照组,差异有统计学意义; 2、Westernblot结果:取脑缺血灶周边区域脑组织;与假手术组相比,对照组及实验组大鼠LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、HSC-70及LAMP-2a表达明显上调(P<0.05);与对照组相比,实验组大鼠LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、HSC-70及LAMP-2a表达明显上调(P<0.05)。 小结:rhG-CSF可以在动物水平上调脑缺血灶周边区域细胞自噬的作用。 第三部分粒细胞集落刺激因子对脑缺血氧糖剥夺模型自噬的影响 目的:利用SH-SY5Y细胞制备氧糖剥夺模型,观察rhG-CSF治疗后自噬指标的变化。 方法:取对数生长期SH-SY5Y细胞,随机分为3组:对照组、低剂量rhG-CSF组、高剂量rhG-CSF组。用氧糖剥夺(OGD)法制作细胞缺氧模型,更换培养液为无血清,无糖人工脑脊液(nACSF),培养30分钟后移入至4000cm3恒温(37℃)HERACELL150三气培养箱,连续充以无氧气体(90%N2,9%CO2和1%O2),继续培养4小时取出,更换原培养液,分别给予0μg/L,100μg/L和200μg/LrhG-CSF处理,继续原环境培养完48h。 采用MTT比色法检测细胞活性,以MDC荧光染色法检测自噬空泡变化。Westernblot方法检测LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、LAMP-2a、HSC-70的表达。 结果: 1、细胞活性的变化:与0μg/LrhG-CSF对照组相比,100μg/L、200μg/LrhG-CSF对缺氧后SH-SY5Y细胞的增殖活性明显增加(P<0.05);与100μg/LrhG-CSF组相比,200μg/LrhG-CSF对缺氧后SH-SY5Y细胞的增殖活性明显增加(P<0.05)。显示随rhG-CSF药物浓度的升高,细胞活力增加明显。 2、自噬空泡数的变化:通过与对照组相比、rhG-CSF处理组的SH-SY5Y细胞进行MDC染色,rhG-CSF处理组细胞胞质中出现大量的大小不一的点状结构,随着rhG-CSF浓度的增加,MDC染色阳性信号明显增强,而未处理组的对照细胞胞质中仅见零星的荧光阳性的小点状结构,发光很弱,只可看见模糊细胞轮廓。统计数据显示:与0μg/LrhG-CSF对照组相比,100μg/L、200μg/LrhG-CSF组自噬泡明显增加(P<0.05);与100μg/LrhG-CSF组相比,200g/LrhG-CSF自噬泡明显增加(P<0.05);显示随rhG-CSF药物浓度的升高,细胞自噬增加明显。 3、Westernblot结果:rhG-CSF干预48小时后,100μg/L组的LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、LAMP-2a及HSC-70水平要高于0μg/L组(P<0.05);200μg/L组的LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、LAMP-2a及HSC-70比值水平要高于100μg/L组(P<0.05)。 小结:1、rhG-CSF具有促进神经元细胞增殖活力的作用;2、rhG-CSF可以在细胞水平上调缺血细胞自噬的作用。3、rhG-CSF在细胞水平上调控自噬水平具有随剂量浓度增加作用增强的趋势; 结论: 1、rhG-CSF能提高脑缺血大鼠的神经功能,具有神经保护作用; 2、rhG-CSF能能增加细胞缺血后自噬空泡数,上调自噬细胞活性,上调自噬标志物的表达,且其上调自噬的能力随剂量的增大而增强。 3、rhG-CSF的神经保护作用可能是通过调节自噬实现的,且其调节自噬的能力在一定范围内可能呈剂量依赖性。