论文部分内容阅读
目的:以衰老模型大鼠为研究对象,观察大鼠吸入3.2%七氟烷6 h后的行为学改变,大脑前额叶皮质区病理学形态和小胶质细胞活化状况、NLRP3、ASC、Caspase-1及IL-1β蛋白相对表达,血清中IL-1β的含量变化。旨在探讨衰老大鼠神经炎症在七氟烷诱导认知功能障碍中的影响。方法:SPF级4月龄雄性SD大鼠N=48只,随机分为四组:对照(Ctrl)组;阴性对照,NLRP3炎症小体特异性抑制剂MCC950(MCC950)组;七氟烷(Sev)组和MCC950干预(Sev+MCC950)组,各组n=12。(1)实验前所有大鼠于头颈部皮下连续注射D-半乳糖(125mg/kg)42d,建立衰老大鼠模型。(2)模型建立完成后行Morris水迷宫实验,包括定位航行(5d)、空间探索试验(1d)。(3)水迷宫实验完成后,Ctrl组和MCC950组吸入运载气体(O2和空气1:1)6h,Sev组和Sev+MCC950组吸入3.2%七氟烷+运载气体6h。吸入完成后,Ctrl组和Sev组分别在30min、24h、48h腹腔注射1m LNS;MCC950组和Sev+MCC950组分别在30min、24h、48h腹腔注射MCC950(配置1m L,浓度10mg/kg)。(4)各组再次行Morris水迷宫实验检测学习记忆能力。(5)各组大鼠麻醉后取前额叶皮质:(1)HE染色观察神经元元细胞核及组织结构;(2)TUNEL凋亡染色观察神经细胞DNA断裂情况;(3)免疫组化检测Iba-1表达,判断小胶质细胞活化状态;(4)Western Blot法检测NLRP3、ASC、Caspase-1及IL-1β蛋白相对表达。(5)ELISA检测血清IL-1β炎症水平。结果:1、Morris水迷宫实验:在定位航行实验中,在第3、4、5天各组大鼠形成稳定的学习记忆(P>0.05)。各组大鼠游泳路程和游泳速度无差异(P>0.05)。空间探索实验中,与Ctrl组比较,Sev组大鼠穿越原平台次数减低(P<0.05),而MCC950组和Sev+MCC950组无明显变化(P>0.05)。2、HE染色:与Ctrl组比较,MCC950组大脑前额叶皮质区神经元细胞呈圆形或锥形,细胞核位于胞核中央,无明显神经元损伤及炎症细胞浸润,Sev组细胞体积缩小,核固缩深染,细胞受损明显;Sev+MCC950M组神经元细胞排列紧密,大部分呈圆形或锥形,细胞损伤程度较Sev组明显减轻。3、TUNEL凋亡染色:与Ctrl组比较,Sev组大脑前额叶皮质部分可见大量TUNEL阳性细胞表达(P<0.05),并表现为神经元体积表小,细胞质浓缩,呈深棕色;Sev+MCC950组大鼠大脑前额叶皮质TUNEL阳性细胞表达显著降低,并且部分受损神经元较Sev组有一定程度减轻(P<0.05)。4、免疫组化染色:与Ctrl组比较,MCC950组大脑前额叶皮质区Iba-1平均光密度值(IOD值)并无明显变化(P>0.05);Sev组IOD值均高于其他各组(P<0.05)。Sev+MCC950组IOD值更趋近于Ctrl组与MCC950组(P>0.05)。5、Western Blot检测蛋白相对表达:与Ctrl组比较,Sev组大脑前额叶皮质区NLRP3、Caspase-1和IL-1β蛋白相对表达均上调(P<0.05),而Sev+MCC950组NLRP3、Caspase-1和IL-1β均低于Sev组(P<0.05),与Ctrl组水平相当(P>0.05)。ASC蛋白相对表达各组间比较均无差异性存在(P>0.05)。6、ELISA检测大鼠血清IL-1β炎症水平:Sev组血清炎性因子IL-1β的表达水平明显高于Ctrl组(P<0.05);而Sev+MCC950组IL-1β表达水平较Sev组降低(P<0.05),趋近于Ctrl组与MCC950组(P>0.05)。结论:七氟烷可降低衰老大鼠学习记忆能力,并对大脑前额叶皮质区神经元产生损害作用,增强小胶质细胞活化,并使前额叶皮质区NLRP3炎性小体组装活化,通过激活Caspase-1诱导释放促炎因子IL-1β,从而上调神经炎症相关蛋白表达。目的:通过观察衰老模型大鼠前额叶皮质区尼氏小体数量、NFκB和NLRP3蛋白相对表达和转录表达,以及血清IL-1β炎症因子水平变化,初步探讨NFκB参与NLRP3炎症小体在七氟烷致大鼠神经炎症所引起的认知功能障碍的作用。方法:雄性衰老模型SD大鼠36只,按随机数字表法分为三组:对照(Ctrl)组,七氟烷(Sev)组,NFκB抑制剂吡咯烷二硫基甲酸盐PDTC(PDTC)组,每组12只。(1)Ctrl组吸入运载气体6h,Sev组和PDTC组吸入3.2%七氟烷+运载气体6h。吸入完成后,Ctrl组和Sev组分别在30min、24h、48h腹腔注射1m LNS;PDTC组分别在30min、24h、48h腹腔注射PDTC(配置为1m L,浓度为100mg/kg)。(2)各组大鼠麻醉后取前额叶皮质:(1)Nissl染色法观察尼氏小体数量;(2)Western Blot法检测细胞核和细胞质NFκB P65及NLRP3蛋白相对表达;(3)RT-PCR法检测NFκB及NLRP3转录表达情况。结果:1.Nissl染色结果:与Ctrl组相比较,Sev组大鼠大脑前额叶尼氏体数量显著降低(P<0.05),与Sev组相比较,PDTC组大鼠大脑前额叶皮质数量增加(P<0.05)。2.Western Blot方法大鼠前额叶皮质、细胞浆NFκB P65、NLRP3蛋白相对表达结果:与Ctrl组比较,Sev组大鼠大脑前额叶皮质区细胞核NFκB P65、NLRP3蛋白相对表达显著上调(P<0.05),与Sev组相比,PDTC组细胞核NFκB P65、NLRP3蛋白相对表达显著下降(P<0.05);各组细胞浆NFκB P65蛋白相对表达差异没有统计学意义(P>0.05)。3.RT-PCR检测大鼠前额叶皮质NFκB P65、NLRP3转录表达结果:与Ctrl组比较,Sev组大鼠大脑前额叶皮质区NFκB P65和NLRP3转录表达显著上调,差异有统计学意义(P<0.05),与Sev组相比,PDTC组NFκB和NLRP3转录表达显著下降(P<0.05)。结论:七氟烷可增加的NFκB P65核转位,介导NLRP3炎症小体途径诱导的IL-1β活化,参与大鼠前额叶皮质区神经炎症发生。目的:通过观察大鼠前额叶皮质区神经元形态及线粒体自噬相关LC3B、SQSTM1/p62蛋白,以及神经炎症相关NFκB、NLRP3、Caspase-1和IL-1β蛋白转录表达,血清IL-1β炎症因子水平含量变化,探讨线粒体自噬在七氟烷诱导衰老模型大鼠神经炎症中的作用。方法:雄性衰老模型SD大鼠48只,按随机数字表法分为四组:空白对照(Ctrl)组,自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤干预(3-MA)组,七氟烷(Sev)组,自噬激动剂雷帕霉素干预(Rapa)组,每组12只。(1)Ctrl组吸入运载气体6h,3-MA组、Sev组和Rapa组吸入浓度为3.2%七氟烷+运载气体6h。吸入完成后,Ctrl组和Sev组分别在30min、24h、48h腹腔注射1m LNS;3-MA组和Rapa组分别在30min、24h、48h腹腔注射1m L的3-MA(15mg/kg)和雷帕霉素(2.0mg/kg)。(2)各组大鼠麻醉后取前额叶皮质:(1)透射电镜观察神经元形态及线粒体自噬情况;(2)Western Blot法检测LC3B和SQSTM1/p62蛋白相对表达情况;(3)RT-PCR法检测NFκB、NLRP3、Caspase-1及IL-1β转录表达情况。(3)ELISA检测检测血清IL-1β炎症因子水平变化。结果:1.透射电镜:与Ctrl组的正常细胞器相比,Sev组大鼠前额叶皮质区出现了较为严重的细胞损伤,并且发现了核膜收缩、明暗交替的线粒体基质和线粒体嵴结构紊乱,线粒体自噬被抑制,此外,其他细胞器模糊不清,难以辨认。但是,雷帕霉素改善了前额叶皮质区线粒体的破坏,并表现出线粒体吞噬体和线粒体溶酶体数量的显著增加,细胞器损伤显著减轻。3-MA干预组消除了雷帕霉素对线粒体自噬增加后的神经元保护作用。2.Western Blot检测各组蛋白相对表达:与Ctrl组比较,Sev组或3-MA组大鼠大脑前额叶皮质区LC3BII/LC3BI蛋白相对表达显著降低(P<0.05);与Sev组或3-MA组相比,Rapa组前额叶皮质区SQSTM1/p62蛋白相对表达显著下降(P<0.05)。3.RT-PCR检测:与Ctrl组比较,Sev组或3-MA组大鼠大脑前额叶皮质区NFκB、NLRP3及Caspase-1转录表达显著上调(P<0.05),与Sev组或3-MA组相比,Rapa组NFκB、NLRP3及Caspase-1转录显著下降(P<0.05)。4.ELISA检测大鼠血清IL-1β炎症水平:Sev组或3-MA组大鼠大鼠血清炎性因子IL-1β的表达水平明显高于Ctrl组(P<0.05);而与Sev组或3-MA组相比,Rapa组大鼠血清炎性因子IL-1β的表达水平显著减少(P<0.05)。结论:七氟烷可抑制衰老大鼠前额叶皮质区线粒体自噬,并激活NFκB和NLRP3炎症小体通路关键分子的表达以及IL-1β的产生,加重神经炎症发生。