CHOP和Caspase-12在脊髓损伤大鼠模型中表达改变的研究
脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)可导致终身残疾和功能障碍，造成沉重的家庭和社会负担，一般认为，脊髓损伤包括原发性损伤和继发性损伤：原发性损伤是指脊髓遭受机械性外力后瞬间发生的损伤，而继发性损伤是指在原发性损伤基础上发生的多种因素参与的序列性组织自毁性破坏的过程。脊髓损伤的最终结局不但取决于原发机械损伤，更与继发损伤的发展程度密切相关。继发性SCI一直是困扰医学专家的世界性难题之一，目前关于继发性损伤的机制尚未完全阐明，而研究也已证实，当严重的或长时间的内质网应激损伤了内质网的功能时，细胞将出现凋亡，以去除受损伤的细胞。学者发现内质网应激参与了许多疾病的发生和发展，例如阿兹海默症、帕金森病、肿瘤等病变。由内质网应激诱发的凋亡主要由CHOP/GADD153基因的激活转录以及内质网特有的半胱氨酸蛋白酶caspase-12的激活而诱发。CHOP/GADD153是转录因子家族C/EBP成员之一，在正常生理状态下基本检测不到，但在内质网应激时，被显著诱导表达，参与调节下游凋亡相关基因的表达。Caspase-12是内质网膜上的组成性蛋白，在发生内质网应激时经过特定位点裂解激活，引发细胞凋亡。我们有理由认为，脊髓受到创伤后，产生强烈的内质网应激，最终引起神经元的各种功能障碍，直至产生了神经元的凋亡，但在国内尚未见报导。本研究通过制作大鼠急性脊髓损伤模型，观察脊髓急性损伤后神经细胞CHOP和Caspase-12的表达情况，从而进一步探讨内质网应激反应在脊髓损伤中可能的作用机制。
目的：
观察大鼠脊髓机械性损伤后(spinal cord injury，SCI)损伤处脊髓CHOP、Caspase-12的表达变化，以探讨脊髓损伤过程中内质网应激与神经细胞凋亡的关系。
材料和方法：
健康成年SD大鼠20只，雌雄不拘，体重150g～200g，由浙江大学动物实验中心提供。动物随机分为两组：脊髓损伤组10只；假手术对照组10只。采用Allen氏WD( weight drop，WD)技术制作大鼠脊髓损伤模型；假手术对照组，只作全椎板切除不做脊髓打击。运用BBB评分、形态学观察和免疫组化、Western-blot等方法，观察脊髓打击损伤12小时后，大鼠运动功能的改变、脊髓的病理变化、CHOP和Caspase-12的表达变化。采用UTHSCSA Image Tools3.0图像分析处理系统进行分析，统计各张切片单位面积内(mm2)CHOP和Caspase-12阳性细胞的数量和光密度。BIO-RAD的软件Quantity one测定并用相对灰度值表示CHOP和Caspase-12蛋白的表达量，SPSS统计分析软件对所得数据进行分析。
结果：
1.脊髓损伤12h后，损伤组大鼠均出现截瘫，出现严重运动功能障碍，BBB功能评分为0～1分不等，假手术对照组运动自如，未出现任何功能障碍，评分为21分。
2.HE染色观察发现损伤段脊髓出现不同程度的细胞肿胀，神经元退行性变及胶质细胞逐渐增生。脊髓灰质中有空泡形成，并有大量炎性细胞浸润。
3.免疫组化结果显示脊髓损伤12 h后，CHOP和Caspase-12在损伤段脊髓表达明显增加，其单位面积内(mm2) CHOP阳性细胞的光密度和平均数量分别为：168±12.5和6.3±1.2/mm2；Caspase-12阳性细胞的光密度和平均数量分别为：185±11.2和8.7±2.5/mm2。假手术组则分别为：120.4±5.6和2.9±0.5/mm2,113.1±7.4和3.5±1.2/mm2，两组有显著性差异(P<0.01)。
4.Western-blot的结果和上述结果一致，损伤12 h后CHOP和Caspase-12的表达结果条带与标准蛋白分子量相对比，相对吸光度比值为175.6±20.5％和231.3±17.2％，显著高于对照组(P<0.01)。
结论：
1.在国内首次发现CHOP和Caspase-12在机械性损伤动物模型中损伤脊髓处的表达较对照组显著增高(P<0.01)；
2.在机械性损伤动物模型中，验证了脊髓损伤过程中内质网应激参与了损伤处脊髓神经元的凋亡，通过抑制CHOP和Caspase-12的表达可能是阻止脊髓损伤后内质网应激介导细胞凋亡的潜在治疗靶点。
脊髓损伤;神经细胞;CHOP基因;半胱氨酸蛋白酶;内质网应激;蛋白表达
浙江大学医学部;浙江大学;浙江大学医学院
硕士
外科学(骨科)
范顺武;陈海啸
2009
中文
R651.2
34
2009-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）