PPARγ、NF-κB信号通路在脑缺血耐受诱导过程中作用机制初探
目的：动物实验发现，预先给予短时、轻微、不至于引起神经元损伤的脑缺血，可以保护神经元，使其能够耐受其后通常会引起神经元损伤的较严重的脑缺血，这一现象被称为脑缺血耐受，预先给予的短时、轻微、不至于引起神经元损伤的脑缺血称为脑缺血预处理。自1990年Kitagawa首先提出脑缺血预处理可以诱导脑缺血耐受以来，大量的研究证实了它的存在，但其发生机制目前尚未阐明。我室既往研究表明，脑缺血预处理通过引起胶质细胞谷氨酸转运体-1(glial glutamate transporter-1， GLT-1)大量表达而诱导脑缺血耐受。但脑缺血预处理通过怎样的机制或哪些信号转导途径引起GLT-1大量表达，尚有待阐明。本实验旨在观察在体脑缺血耐受诱导过程中，过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators activated receptor, PPAR)、核转录因子-κB(Nuclear factor kappaB， NF-κB)信号通路是否在脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受过程中发挥作用，为进一步研究脑缺血预处理是否通过PPARγ/NF-κB诱导GLT-1蛋白表达上调而发挥脑保护作用奠定基础。
方法：健康雄性Wistar大鼠(280-320g)110只，采用四血管闭塞法(Four-vessel occlusion，4VO)制造大鼠全脑缺血模型。通过Western-blot法检测缺血预处理后不同时间点PPARγ蛋白及NF-κBP50蛋白的表达变化；硫堇染色观察海马组织病理学改变，观察PPARγ的抑制剂GW9662及NF-κB的抑制剂BAY11-7082是否能够剂量依赖性地阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受。
结果：
1.脑缺血预处理上调PPARγ蛋白的表达通过Western blot研究脑缺血预处理对PPARγ蛋白表达的影响。脑缺血预处理后，即刻时间点即0min和15min时间点PPARγ蛋白的表达量较少，IOD值分别为0.20±0.03、0.21±0.02。PPARγ蛋白在胞核中的表达于30min时间点明显升高，IOD值为0.49±0.03，于3h时间点表达达高峰，IOD值为0.52±0.02，后逐渐降低。与即刻时间点相比，30min及3h蛋白表达明显上调，差异有显著性(P＜0.01)；其余时间点均无显著差异(P＞0.05)。
2.脑缺血预处理上调NF-κBP50蛋白的表达通过Western blot研究脑缺血预处理对NF-κBP50蛋白表达的影响。脑缺血预处理后，即刻时间点即0minNF-κBP50蛋白的表达量较少，IOD值为0.20±0.03，15min、30min时，IOD值分别为0.24±0.02、0.26±0.03，与即刻时间点相比，均无显著差异(P＞0.05)。NF-1CBP50蛋白在胞核中的表达于3h明显升高，IOD值为0.68±0.04，于6h时间点表达达到高峰，IOD值为0.86±0.04。与即刻时间点相比，3h及6h组NF-κBP50蛋白表达显著升高(P＜0.01)，其余时间点均无显著差异(P＞0.05)。
3.PPARγ的特异性抑制剂GW9662剂量依赖性阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受硫堇染色显示，sham组大鼠海马CA1区锥体神经元排列致密整齐，形态规则完整，细胞核饱满，核仁清晰，HG为0级，ND为210.67±11.02（ce1l/mm，下同）。CIP组大鼠海马CA1区锥体神经元未见明显损伤，ND为202±12.17，与sham组相比，HG及ND均无明显差异。Ⅱ组大鼠锥体细胞几乎全部死亡，HG分级为Ⅱ-Ⅲ级、ND为24.0士8.0，与sham组相比，HG显著升高(P＜0.01)，ND显著降低(P＜0.01)。CIP+Ⅱ组大鼠海马CA1区锥体神经元形态依然完整，仅个别锥体细胞缺失或胞核固缩，与Ⅱ组相比，HG显著降低(P＜0.01)，ND显著增高(P＜0.01)。DMSO+CIP+Ⅱ组与CIP+Ⅱ组相比无明显差异。1.25nmmol GW9662+CIP+Ⅱ组，大鼠海马CA1区锥体神经元细胞部分死亡，HG分级为Ⅰ级，ND为111.33±7.57，与DMSO+CIP+Ⅱ组相比，HG显著增高(P＜0.01)，ND显著降低(P＜0.01)。2.5nmol GW9662+CIP+Ⅱ组，锥体神经元成片死亡，HG分级为Ⅱ级，ND为81.33±7.02，与1.25nmolGW9662+CIP+Ⅱ组相比有显著差异(P＜0.01)。5nmol GW9662+CIP+Ⅱ组，几乎全部锥体神经细胞死亡，HG分级为Ⅲ级，ND为26.67±4.61，与2.5nmol GW9662+CIP+Ⅱ组相比有显著差异(P＜0.01)。上述结果表明，PPARγ的特异性抑制剂GW9662剂量依赖性阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受。
4.NF-κB的特异性抑制剂BAY11-7082剂量依赖性阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受硫堇染色显示，Sham组、CIP组、Ⅱ组、CIP+Ⅱ组、DMSO+CIP+Ⅱ组结果均同第3部分结果。0.625nmol BAY11-7082+CIP+Ⅱ组，锥体神经元部分死亡，HG分级为Ⅰ级，ND为105.33±10.07，与DMSO+CIP+Ⅱ组相比，HG显著增高(P＜0.01)，ND显著降低(P＜0.01)。1.25nmol BAY11-7082+CIP+Ⅱ组，锥体神经元细胞成片死亡，HG分级为Ⅱ级，ND为54.67±7.57，与0.625nmol BAY11-7082+CIP+Ⅱ组相比有显著差异(P＜0.01)。2.5nmol BAY11-7082+CIP+Ⅱ组，几乎全部锥体神经元死亡，HG分级为Ⅲ级，ND为26.67±4.61，与1.25nmol BAY11-7082组相比有显著差异(P＜0.01)。以上结果表明NF-κB的特异性抑制剂BAY11-7082剂量依赖性阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受。
结论：
1.脑缺血预处理可以使胞核内PPARγ蛋白的表达上调。
2.脑缺血预处理可以使胞核内NF-κBP50蛋白的表达上调。
3.PPARγ的特异性抑制剂GW9662剂量依赖性阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受。
4.NF-κB的特异性抑制剂BAY11-7082剂量依赖性阻断脑缺血预处理所诱导的脑缺血耐受。
脑缺血预处理;脑缺血耐受;核转录因子-κB;PPARγ;蛋白印记;动物模型;脑保护
河北医科大学
硕士
病理学与病理生理学
张敏
2011
中文
R743.31;R392.31
51
2011-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）