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目的:
①研究大鼠全脑缺血再灌注模型海马CAl区神经元的凋亡水平的变化,缺氧诱导因子1 α和凋亡相关蛋白存活素在该区的表达;②缺血再灌注后应用EPO对三者的影响;③从而探讨全脑缺血时EPO对脑组织保护抗凋亡的可能机制。
材料和方法:采用4血管阻断法制作大鼠全脑缺血模型,脑电图验证成功与否。75只SD大鼠随机分为假手术组(Sham)、全脑缺血组(GI)、全脑缺血+EPO治疗组(GI+EPO)3组,其中Sham组5只,GI组、GI+EPO组各35只。GI组和GI+EPO组各按照再灌注后6小时、12小时、1天、2天、3天、5天和7天随机分为7亚组,每亚组5只大鼠。其中GI+EPO组于双侧颈总动脉夹闭10分钟后立即给予EPO(4000U/kg)腹腔注射,缺血时间在24小时内的只在缺血后给予一次EPO(4000U/kg)腹腔注射,超过1天的在第二天和第三天相同时间点各给予一次同样剂量的EPO。Sham组不手术,只每天给予生理盐水1ml腹腔注射,于第3天处死。将GI组和GI+EPO组大鼠分别在相应时间点,经灌流固定后断头取脑。
TUNEL染色检测再灌注后不同时间点海马CAl区的神经元凋亡水平。用原位凋亡专用试剂盒处理后,利用显微镜及图像处理系统软件计数海马CAl区TUNEL阳性细胞数。
免疫组织化学方法检测再灌注后不同时间点海马CAl区缺氧诱导因子1 α和存活素表达水平的变化,利用显微镜及图像处理系统软件计数海马CAl区免疫组化阳性细胞数。
采用SPSS11.5统计软件进行单因素(指的是缺血时间不同)方差分析和配对t检验。
结果:
TUNEL染色:
GI组再灌注后24小时后TLJNEL阳性细胞明显增加,1天、2天、3天、5天、7天亚组与Sham组相比有统计学差异(p<0.05);
GI+EPO组再灌注48小时后,TUNEL阳性细胞才有明显增加。2天、3天、5天、7天亚组细胞数与Sham组相比有显著差异(p<0.05)。
在相应的1天、2天、3天、5天、7天的时间点亚组,GI+EPO组的TUNEL细胞数目比GI组的明显少,具有统计学意义(p<0.05)。
免疫组化:
缺氧诱导因子1 α的表达GI组再灌注12 h后在海马CA1区中可见HIF-1α表达增加,3 d达高峰,后逐渐下降;与Sham组比较GI组1d、2d、3d、5d、7d亚组的HIF-1α的表达均明显升高,具有统计学意义(P<0.01):GI+EPO组再灌注后12h也可见HIF-α的表达开始增加,也在3d时达高峰,5d、7d明显下降。与GI组相比,1d、2d、3d、5d亚组HIF-1α的表达显著降低,具有统计学意义(P<0.01),12h亚组HIF-1α的表达水平稍低于GI组,计算无统计学意义(P>0.01) 存活素的表达GI组再灌注3d后在海马CAl区中可见Survivin少量表达,7d达高峰,与Sham组比较GI组3d、5d、7d亚组的Survivin的表达均明显升高,具有统计学意义(P<0.01):GI+EPO组再灌注后1d即见Survivin的高表达,之后随着时间延长,其表达明显增加,5d时达高峰,7d时稍下降。与GI组相比,在伤后1d、2d、3d、5 d时Survivin的表达显著升高,具有统计学意义(P<0.01),7 d亚组survivin表达水平稍高于GI组,计算无统计学意义(P>0.01).
结论:(1)严重全脑缺血再灌注可导致HIF-1 α过度表达而促进海马CA1区神经细胞凋亡,表达水平轻度升高的存活素的抗凋亡作用有限;
(2)严重全脑缺血再灌注后应用EPO,HIF-1 α的过表达被抑制,使存活素表达水平明显提高,表达高峰提前;并可使神经元的凋亡高峰延迟,凋亡水平下降;
(3)严重全脑缺血后机体表达存活素而产生的抗凋亡作用被过度表达的HIF-1α抑制;
(4)EPO可通过反馈性抑制HIF-1 α的过表达而促使存活素高表达,这可能是EPO在脑缺血性损伤中的抗凋亡机制之一。