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研究背景与目的:脑缺血是人类死亡和残疾的主要原因之一,缺血后尽快实现缺血灶血流再通是改善患者预后的重点。而相关研究表明,再灌注之后脑组织可出现炎性因子释放增加等病理生理现象,脑细胞面临损伤加重的风险,这使再灌注治疗的临床效益大大降低。一氧化碳(Carbon monoxide,CO)是血红素的一种分解产物,有出色的神经保护作用,但是有效释放一直是研究中未解决的难题。血红蛋白携氧载体(Hemoglobin-based oxygen carriers,HBOC)能携带和释放氧气并对多种脏器损伤发挥保护作用。有趣的是,血红蛋白对一氧化碳的结合能力远高于氧气,所以HBOC也许是潜在的一氧化碳载体。因此,在本研究中,制备了一种新型制剂——一氧化碳饱和聚合血红蛋白(Carbon monoxide delivered by hemoglobin-based oxygen carriers,CO-HBOC;Carbon monoxide saturated polyhemoglobin,CO-Poly PHb),通过构建小鼠短暂性局灶脑缺血(t-MCAO)模型,探究其对脑缺血再灌注损伤的影响,为CO的有效利用及作用靶点提供新的思路,为临床脑缺血再灌注损伤提供新的治疗方向。材料与方法:第一部分实验:SPF级雄性C57BL/6小鼠45只,分为sham+NS(C组)、手术+NS(M组)、手术+CO-HBOC(MC组)三组。构建小鼠t-MCAO模型,缺血90分钟后MC组小鼠于再灌注开始时经尾静脉给予CO-HBOC 0.3g/Kg/天,连续3天,另两组小鼠给予等量生理盐水。再灌注72小时后评估小鼠神经功能,测定各组小鼠脑梗死面积,制作脑组织HE染色切片观察脑细胞损伤情况,用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血浆中炎性因子水平,利用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)实验检测缺血侧脑组织中炎性因子,TREM-1及其下游因子ERK、NF-κB的相对表达,还用WB实验检测脑组织中相关蛋白表达。第二部分实验:小鼠30只,分为手术+CO-HBOC(MC组)、手术+CO-HBOC+LP17(MCL组)两组。同第一部分实验,建立小鼠模型后MC组经尾静脉给予CO-HBOC 0.3g/Kg/天,连续3天;MCL组经尾静脉给予CO-HBOC0.3g/Kg/天,同时经鼻给予髓源细胞表面受体-1(Triggering receptor expressed on myeloid cells 1,TREM-1)抑制肽LP17 1mg/kg/天,连续3天。72小时后继续检测第一部分实验中所述指标。使用Graphpad Prism 6.0进行数据分析,正态分布资料以均数±标准误(SEM)表示,对多组样本符合方差齐性的数据用ANOVA进行检验,两组样本符合方差齐性的数据使用t检验;不符合方差齐性的数据用Kruskal—Wallis H进行检验。P<0.05表示差异有统计学意义。结果:第一部分:1、与C组相比,M组小鼠神经功能明显受损;相较于M组,MC组小鼠神经功能障碍恢复,神经功能学评分降低(均P<0.01)。2、TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)染色显示C组小鼠脑组织正常,M组脑组织梗死明显,而MC组相较于M组梗死面积减小(P<0.01)。3、脑组织HE染色显示M组小鼠脑细胞损伤严重,而MC组损伤较轻。4、与C组相比,M组小鼠血浆中IL-1β、IL-6和TNF-α释放水平明显增加(均P<0.01);并且脑组织中各炎性因子相对RNA表达水平升高(均P<0.01)。而MC组小鼠与M组相比,各炎性因子在血浆中表达降低(IL-1β:P<0.05,IL-6:P<0.01,TNF-α:P<0.01);在脑组织中相对RNA水平也同样降低(均P<0.01)。5、WB实验结果提示M组小鼠脑组织中LC3II表达水平增高,P62水平降低(均P<0.05);MC组与M组相比,LC3II表达减少,同时,P62蛋白表达水平升高(均P<0.05)。6、与C组相比,M组TREM-1、ERK、NF-κB相对m RNA表达增加(均P<0.01);并且脑组织中TREM-1、P-ERK、P-NF-κB蛋白含量增加(TREM-1:P<0.01,P-ERK:P<0.05,P-NF-κB:P<0.05)。与M组相比,MC组中各因子相对RNA表达水平降低(均P<0.01);同时各蛋白表达减少(均P<0.05)。第二部分:1、与MC组相比,MCL组小鼠脑组织中各蛋白表达降低更显著(TREM-1:P<0.05,P-ERK:P<0.05,P-NF-κB:P<0.01)。2、与MC组相比,联合药物治疗抑制炎性因子的效果更显著(IL-1β:P<0.05,TNF-α:P<0.05)。3、与MC组相比,MCL组LC3II表达水平有更加显著的降低,并且P62水平升高也更显著(均P<0.05)。4、在动物模型上,MCL组小鼠神经功能障碍的恢复比MC组更显著(一般性神经功能:P<0.01,局灶性神经功能:P<0.05);脑梗死面积减小更明显(P<0.05)。结论:1、CO-HBOC能减轻小鼠脑缺血再灌注损伤,抑制炎性反应与细胞自噬,抑制TREM-1/ERK/NF-κB信号通路;2、CO-HBOC可通过抑制TREM-1表达,减轻炎性反应,并抑制细胞自噬,发挥对小鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用。