外周血GFAP/UCHL1蛋白及肠道菌群作为高血压脑损伤的预测性标志物的初步研究

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一、研究背景和目的高血压是最常见的慢性病,同时也是脑血管疾病最主要的危险因素。高血压脑部并发症如脑卒中、脑血管异常、痴呆等,是导致高血压病人死亡的主要原因。目前,临床上对高血压脑损伤疾病的早期预测指标较少,主要通过既往病史、临床症状、磁共振成像技术、脑血管造影术等进行诊断,但这些检测手段都有一定的局限性。现阶段研究提示,在高血压病情进展中有神经炎症和肠道菌群的参与。高血压脑损伤时,受损的脑组织可释放特异性成分进入脑脊液或血液,这些成分可能作为高血压脑损伤的预测指标。目前已从血清、脑脊液中分离出S100B蛋白、神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、泛素羧基末端水解酶L1(UCHL1)等生物标志物,但能否应用于预测高血压脑损伤并不清楚。本研究旨在探讨GFAP、UCHL1蛋白及肠道菌群能否作为高血压脑损伤的生物标志物及神经胶质细胞在其中发挥的作用,为高血压脑损伤的早期预测和临床治疗提供新的理论依据。二、研究方法与结果6周龄雄性自发性高血压大鼠(SHR)和对照日本京都大鼠(WKY)随机分为WKY常规喂养组、WKY高盐喂养组、SHR常规喂养组、SHR高盐喂养组,记为W、WN、S、SN四组。对四组大鼠体重、血压、外周血GFAP、UCHL1蛋白含量进行连续10周的时程性监测。实验终点进行脑部MRI检查,16s rRNA测序检测肠道菌群变化,ELISA、免疫荧光、Tunel等分析神经损伤情况和神经炎症水平。1、WN组、S组、SN组均出现血压升高,SN组血压升高更明显。实验第8周起,SN组体重开始下降。SN组神经功能损伤程度远比其他组严重,脑部MRI扫描发现SN组脑组织出现多个微出血点。2、WN组、S组、SN组外周血中GFAP和UCHL1含量随实验处理时间增加而显著升高,实验第8周起,S组、SN组蛋白水平显著高于W组(P<0.05)。3、四组大鼠的肠道菌群种类和丰度存在差异,SN组肠道变形菌门丰度明显增加,Lachnospiraceae、ClostridiaUCG-014、LachnospiraceaeNK4A1 36group、Blautia丰度降低,而Escherichiashigella、Klebsiella的丰度显著减少(P<0.05)。4、高血压大鼠的脑组织及小肠组织炎症因子TNF-α、IL-6和炎性蛋白GFAP、UCHL1、S100B水平显著升高(P<0.05)。HE及Tunel染色显示SN组出现明显的神经细胞损伤和凋亡增加;免疫荧光染色显示WN组、S组、SN组星形胶质细胞/EGCs明显活化增生。三、结论1、高盐摄入可加剧SHR血压升高,加重其脑损伤。外周血GFAP和UCHL1蛋白表达水平与脑损伤严重程度密切相关,可用于脑损伤的早期预测。2、高血压大鼠肠道菌群种类和丰度在高盐和高血压的作用下明显改变,可能通过肠道菌群-肠-脑轴参与高血压脑损伤。3、激活的神经胶质细胞,增强GFAP、S100B蛋白表达,提高炎症因子水平,在高血压肠-脑轴神经系统损伤中发挥重要作用。
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