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目的:
观察大鼠全脑缺血再灌注后HMGB1的变化规律;观察姜黄素减轻脑缺血再灌注(IR)后损伤是否与抑制HMGB1有关。
方法:
雄性SD大鼠252只,随机分成六组:空白对照组(BC组)、假手术组(SH组)、缺血再灌注组(IR组)、姜黄素预处理组(preCur组)、姜黄素后处理组(postCur组)及溶剂对照组(SC组)。BC组不做任何处理;SH组仅烧灼双侧椎动脉,游离双侧颈总动脉但不阻断;其余四组在烧灼双侧椎动脉、游离双侧颈总动脉后24h,阻断双侧颈总动脉15min,造成四动脉阻塞全脑缺血模型。IR组、pfeCur组、SC组大鼠分别在缺血前1h腹腔注射等剂量姜黄素(200mg/kg)或等容积溶媒,postCur组在再灌注后30min腹腔注射等剂量姜黄素;除BC组外,其余五组大鼠分别在再灌注后1d、3d、Sd、7d处死;上述五组再分为两个亚组(各时间点n=12):①多聚甲醛灌注固定脑组织后,通过HE染色观察海马细胞形态改变、尼氏染色观察海马神经元形态与结构变化、免疫组化观察海马HMGB1的表达;②各时间点(n=6)大鼠心脏取血,低温匀浆,离心后取上清,存于-70℃;将大鼠急性断头处死,迅速冰上分别提取皮层、海马、纹状体组织,液氮低温冰冻保存。裂解组织和血清,提取目的蛋白,用免疫蛋白印迹法(Western blotting)对HMGB1进行半定量分析。
结果:
1.形态学变化:
A.HE染色:BC组及SH组海马CA1区锥体细胞边界清楚,细胞核染色浅,核仁清晰;IR组海马CA1区锥体细胞排列稀疏,胞质嗜伊红染,核固缩深染。再灌注1d、3d、Sd、7d海马CA1区存活细胞渐减少。preCur组和postCur组锥体细胞轮廓尚清,核形态规则。
B.尼氏染色:BC及SH组各时间点海马各区锥体细胞排列整齐形态规整,呈椎形,胞浆均匀,呈淡蓝色,细胞核淡染核仁深染,尼氏小体呈深蓝色斑块或颗粒状,散在分布于核周。再灌注1d起,IR组和SC组海马CA1区锥体细胞胞膜皱缩,胞浆染色变浅,尼氏小体模糊、消散。IR各组神经细胞损伤程度以preCur组最轻,其次为postCur组,IR组和SC组损伤最重。
2.HMGB1表达的变化:
A.免疫组化:再灌注后1d缺血各组海马CA1区HMGB1的表达均下降,后升高于再灌注3d达峰,并持续高表达至再灌注7d。再灌注1d缺血各组HMGB1表达水平明显低于BC组及SH组(P<0.05),但两Cur组HMGB1表达水平明显高于IR组及SC组(P<0.05),且preCur组表达水平高于postCur组(P<0.05)。再灌注3d、5d、7d,IR组HMGB1表达水平明显高于BC组及SH组(P<0.05),两Cur组HMGB1表达水平明显低于IR组及SC组(P<0.05),且preCur组表达水平低于postCur组(P<0.05)。SC组与IR组相比差异无统计学意义。
B.免疫蛋白印迹:
B1.海马:缺血各组HMGB1蛋白表达规律、结果同免疫组化结果一致。两Cur组再灌注1d HMGB1表达水平明显高于IR组及SC组(P<0.05),且preCur组表达水平高于postCur组(P<0.05);再灌注3d、5d、7d HMGB1表达水平明显低于IR组及SC组(P<0.05),且preCur组表达水平低于postCur组(P<0.05)。SC组与IR组相比差异无统计学意义。
B2.皮层、纹状体:皮层、纹状体各组HMGB1蛋白的表达规律与海马相似,各点HMGB1表达水平明显低于海马,皮层组织表达水平高于纹状体。Cur组对HMGB1表达的影响与海马组织相似。
B3.血清:BC组大鼠仅有微量HMGB1蛋白表达。缺血各组HMGB1蛋白表达规律相似。再灌注1d HMGB1表达水平明显高于BC组,并持续高表达至再灌注7d,各组内HMGB1表达水平无统计学意义(P>0.05)。两Cur组再灌注各点HMGB1蛋白表达水平均明显低于IR组和SC组(P<0.05),且preCur组表达水平低于postCur组(P<0.05)。SC组与IR组相比差异无统计学意义。
结论:
(1)SD大鼠全脑IR后1d血清HMGB1表达显著升高,且持续高表达至再灌注7d。
(2) SD大鼠全脑IR后1d海马、皮层、纹状体HMGB1表达明显减少,后升高至再灌注3d达峰,并持续高表达至再灌注7d。
(3)姜黄素脑保护作用可能与抑制HMGB1的合成与释放有关。
(4)姜黄素后处理组也具有脑保护作用,但效应弱于预处理组。