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[目的]:通过观察一氧化氮(NO)及其抑制剂对脊髓损伤(SCI)SD大鼠中铁死亡的影响,探讨可能的作用机制。[方法]:1、实验分组:(1)第一部分:44只雌性SD大鼠随机分为2组:对照(Control)组、损伤组。损伤组又分为15min组、1h组、4h组、12h组和24h组;采用改良Allen’s法建立SCI模型;(2)第二部分:60只雌性SD大鼠随机分为4组:假手术(Sham)组、单纯损伤(SCI-vehicle)组、SCI-Sper 组(亚精胺 Spermidine 处理)和 SCI-Mino 组(米诺环素Minocyline处理);SCI-vehicle组、SCI-Sper组和SCI-Mino组用同上的方法制备SCI模型;(3)给药方案:SCI模型制备成功后,Sham组、SCI-vehicle组大鼠腹腔注射等量生理盐水;SCI-Sper组大鼠腹腔注射Spermidine溶液(4.3mg/kg/d),SCI-Mino组的大鼠腹腔注射Minocyline溶液(6.4mg/kg/d),每天一次直到损伤后第14d。(4)取材:除BBB评分外,损伤动态观察相关组大鼠在相应时间点,及药物处理+损伤相关组大鼠于术后第14d处死,以T9脊髓打击点为中心,取1cm长新鲜脊髓组织。2、观察指标:(1)透射电镜观察铁死亡的线粒体形态结构改变;(2)NO试剂盒检测组织NO水平变化;(3)BBB评分:分别在术后1d、1w、2w、3w及4w评定后肢运动功能的恢复情况;(4)Western blot:检测铁死亡关键蛋白GPX4、xCT的表达情况;(5)实时定量聚合酶链式反应(qRT-PCR):检测铁死亡特异性基因ACSF2和IREB2,和铁调节关键因子DMT1、IRP1和TfR1的mRNA水平;(6)苏木精-伊红染色(HE染色):检测脊髓组织病理改变。[结果]:1、透射电镜观察:在SCI后1h、4h、12h、24h,脊髓细胞线粒体出现嵴减少、结构紊乱,膜破裂等改变,形态结构变化随损伤时间延长而加重;2、NO水平变化:与Control组相比较,在SCI后1h、4h、12h、24h,NO水平先升高后降低,第4h最高,差异有统计学意义(P<0.05);3、BBB 评分:SCI 后 1w、2w、3w 和 4w,SCI-vehicle 组、SCI-Sper 组和 SCI-Mino的BBB评分均逐渐升高。SCI-Sper组、SCI-Mino组在BBB评分较SCI-vehicle组降低,差异有统计学意义(P<0.05)。SCI-Sper组和SCI-Mino组比较,差异无统计学意义(P>0.05);4、铁死亡通路关键蛋白GPX4、xCT:与Sham组相比,SCI-vehicle组、SCI-Sper组和SCI-Mino组SCI后表达水平明显下调,差异有统计学意义(P<0.05);Spermidine 和 Minocyline 处理后,与 SCI-vehicle 组相比,SCI-Sper 组和 SCI-Mino组表达水平上调,差异有统计学意义(P<0.05);SCI-Sper组与SCI-Mino组对比,差异无统计学意义(P>0.05)。5、铁死亡相关基因 ACSF2、IREB2、DMT1、IRP1 和 TfR1 mRNA 水平:SCI-vehicle组高于Sham组,差异有统计学意义(P<0.05);用Spermidine和Minocyline处理后,与SCI-vehicle组相比,SCI-Sper组和SCI-Mino组表达水平呈现出不同程度的下调,差异有统计学意义(P<0.05)。SCI-Sper组与SCI-Mino组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。6、HE染色结果显示:SCI-vehicle组可见明显坏死区,细胞形态改变明显;SCI-Sper组和SCI-Mino组可见点状出血及坏死区,组织形态结构以及神经元细胞数量较SCI-vehicle组明显改善。[结论]:1、SCI后急性期脊髓细胞中出现了铁死亡改变;2、NO在正常大鼠的脊髓组织中低表达;SCI后的急性期NO的表达明显增强;3、NO 通过上调 ACSF2、IREB2、DMT1、IRP1 和 TfR1 的表达,下调 GPX4 和xCT的表达诱导了铁死亡;4、Minocyline和Spermidine可通过抑制NO的表达改善SCI大鼠的运动功能,促进SCI的修复。