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)