D-serine/NADPH氧化酶信号诱导的氧化/抗氧化失衡—血管性痴呆早期海马神经元损伤的分子机制

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dreamagain1986
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目的观察血管性痴呆(vascular dementia,VD)早期大鼠海马CA1区神经元的生存情况,以D型丝氨酸(D-serine,D-Ser)和NADPH氧化酶为切入点,进一步研究兴奋性氨基酸毒性与氧化应激损伤对脑慢性低灌注后神经元损伤的影响及其相互调控作用,揭示VD早期神经元损伤的病理机制,旨在为VD的早期治疗提供新靶点。方法1间隔一周时间永久性结扎大鼠双侧颈总动脉(bilateral common carotid arteries occlusion,BCCAO),实验动物随机分为假手术组(sham)、BCCAO(1h、1d、3d、7d、21d)组、丝氨酸消旋酶(Serine Racemes,SR)反义寡核苷酸(SR-AS)组、SR错义寡核苷酸(SR-MS)组、NADPH氧化酶特异抑制剂gp91ds-tat处理组和Scrambled(Scr)对照组。SR-AS采用微量释放泵侧脑室连续给药;gp91ds-tat采用微量释放泵皮下埋植持续给药。2采用免疫荧光染色和Western blot技术检测海马CA1区氧化应激损伤、抗氧化应激损伤标志蛋白以及SR蛋白水平的变化。3采用ELISA技术检测NADPH氧化酶活性和D-Ser水平。4采用透射电镜技术观察海马CA1区神经元、血管的超微结构。结果1 VD早期大鼠海马CA1区神经元呈现氧化/抗氧化失衡:(1)与sham组相比,BCCAO后1h、3d、7d、21d组氧自由基探针HEt荧光强度显著增强(P<0.05),免疫荧光双染色及Western blot技术显示过氧亚硝酸(HOONO)自由基标志蛋白3-NT、膜脂质损伤标志蛋白4-HNE水平于BCCAO后7d、21d组显着增加(P<0.05);(2)抗氧化损伤的转录因子Nrf2及其下游抗氧化产物SOD2、HO-1于BCCAO后7d、21d组较sham组显著降低(P<0.05);(3)与sham组相比,NADPH氧化酶活性于BCCAO后1h,1d,7d及21d组显著升高(P<0.05)。2 VD早期大鼠海马CA1区神经元及血管超微结构损伤:透射电镜结果显示,BCCAO后1h、3d、21d组海马CA1区神经元、血管及星形胶质细胞均有不同程度损伤,于21d组损伤最严重,出现染色质边集、核膜溶解,线粒体空泡样变,内质网严重扩张,血管周围严重水肿等病理改变。3 BCCAO增加大鼠海马CA1区SR及GFAP蛋白表达:Western blot结果显示,BCCAO后1h、3d、7d、21d组SR水平较sham组显著升高(P<0.05),BCCAO后1d组SR水平上升不显著(P>0.05);BCCAO后各组GFAP蛋白表达较sham组均显著升高(P<0.05)。4 SR-AS降低BCCAO 21d诱导的海马CA1区D-Ser水平。持续侧脑室给予SR反义寡核苷酸AS显著逆转了BCCAO 21d诱导的SR蛋白及D-ser水平的增加。5 SR-AS和gp91ds-tat均可调整海马CA1区神经元氧化-抗氧化平衡,阻止BCCAO诱导的氧化应激损伤。(1)SR-AS或gp91ds-tat显著降低BCCAO 21d诱导的NADPH氧化酶活性(P<0.05);(2)与BCCAO 21d组和MS/Scr对照组相比,SR-AS或gp91ds-tat组氧化应激损伤标志蛋白4-HNE、3-NT水平显著降低(P<0.05);同时,抗氧化转录因子Nrf2及其下游抗氧化酶SOD2、HO-1蛋白表达显著升高(P<0.05);(3)电镜结果显示,SR-AS和gp91ds-tat均能有效降低BCCAO 21d时海马CA1区神经元的超微结构损伤。结论1血管性痴呆早期海马CA1区神经元氧化/抗氧化失衡,从而导致氧化应激损伤;2 D-Ser上调NADPH氧化酶活性是BCCAO诱导海马CA1区神经元氧化/抗氧化失衡的重要机制。
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