七氟醚后处理对脑缺血/再灌注损伤大鼠的脑保护作用及对ROS/TXNIP/NLRP3通路的影响

2021
02/09

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古麻今醉
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七氟醚对大鼠神经功能缺损评分的影响。


陈勇1 范军朝2 庞红利1 彭莉1 王莹3

1河南大学第一附属医院麻醉与围术期医学科,开封 475001;2河南大学第一附属医院医学部,开封 475001;3河南大学医学院,开封 475004

国际麻醉学与复苏杂志,2021,42(01):8-14.

DOI:10.3760/cma.j.cn321761-20200828‑00184

 基金项目 

河南省高等学校重点科研项目(19A320021)


ORIGINAL ARTICLES

【论著】

本研究以局灶性脑缺血/再灌注(I/R)损伤大鼠为模型,观察七氟醚后处理对大鼠神经功能、脑组织病理学、血脑屏障、脑细胞凋亡及活性氧(ROS)/硫氧还蛋白结合蛋白(TXNIP)/NOD样受体相关蛋白3(NLRP3)信号通路的影响,初步探究七氟醚后处理对脑保护的分子机制。


 

1 材料与方法

     

60只SD雄性大鼠按随机数字表法分为假手术组(sham组)、I/R组、七氟醚后处理组(SP组),每组20只。采用大脑中动脉线栓法制备脑I/R模型,SP组造模后即刻吸入2.4%七氟醚30 min。对各组大鼠进行神经功能缺损评分;获取大鼠脑组织,H‑E染色和2,3,5‑氯化三苯基四氮唑(TTC)染色观察组织病理学变化和脑梗死体积;分析大鼠脑水肿程度及血脑屏障通透性;TUNEL法检测脑组织细胞凋亡率;检测血清炎性因子(IL‑1β和IL‑18)及脑组织氧化应激指标[ROS、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)]的水平;Western blot法检测TXNIP/NLRP3通路相关蛋白[TXNIP、NLRP3、凋亡相关点样蛋白(ASC)、半胱氨酸天冬氨酸酶‑1(caspase‑1)]的表达。


 

2 结 果

     

2.1 七氟醚对大鼠神经功能缺损评分的影响

I/R 6、12 h和24 h后,3组大鼠神经功能缺损评分如图1所示。与sham组比较,I/R组和SP组大鼠的神经功能缺损评分均明显升高,但SP组大鼠的神经功能缺损评分低于I/R组(P<0.05)。

 

2.2 七氟醚对大鼠脑组织病理学及脑梗死体积的影响

H‑E染色结果显示,sham组大鼠脑组织形态规则,细胞核圆且核仁明显。I/R组大鼠神经细胞明显减少,排列紊乱,细胞核固缩,多数细胞坏死。与I/R组比较,SP组大鼠脑组织病理学损害有所减轻,坏死细胞明显减少。见图2。

TTC染色结果显示,sham组大鼠无脑梗死区域,I/R组和SP组大鼠脑梗死体积百分比分别为(37.18±3.21)%和(23.66±2.37)%,SP组明显低于I/R组(P<0.05)。

 

2.3 七氟醚对大鼠脑含水量及血脑屏障通透性的影响

与sham组比较,I/R组和SP组脑含水量和EB含量明显升高(P<0.05);与I/R组比较,SP组脑含水量和EB含量明显降低(P<0.05)。见图3。

 
 

进一步采用Western blot法检测与血脑屏障通透性密切相关的MMP‑9的表达,结果发现与sham组比较,I/R组中MMP‑9蛋白的表达水平明显增加,而SP组中MMP‑9的表达水平明显低于I/R组(P<0.05)。见图4。

 

2.4 七氟醚对大鼠脑组织细胞凋亡的影响

TUNEL染色结果如图5所示,sham组、I/R组和SP组脑组织中细胞凋亡指数分别为(1.47±0.31)%、(27.31±2.68)%和(9.11±1.73)%。与sham组比较,I/R组和SP组脑组织中细胞凋亡率明显升高,而SP组中细胞凋亡率明显低于I/R组(P<0.05)。


Western blot法检测凋亡相关蛋白Bcl‑2和Bax的表达结果同样发现,与sham组比较,I/R组和SP组中Bcl‑2的表达下降,而Bax表达水平升高;SP组中Bcl‑2表达水平明显高于I/R组,而Bax表达水平明显低于I/R组(P<0.05)。见图4。

 

2.5 七氟醚对血清炎性因子及氧化应激指标的影响

各组大鼠血清炎性因子及脑组织中氧化应激指标的含量见图6。与sham组比较,I/R组血清中IL‑1β、IL‑18含量及脑组织中ROS、MDA含量均明显升高,而抗氧化酶GPx和SOD活性明显下降(P<0.05)。与I/R组比较,SP组血清中IL‑1β、IL‑18含量及脑组织中ROS、MDA含量均明显降低,但GPx和SOD活性明显升高(P<0.05)。

 

2.6 七氟醚对脑组织中TXNIP、NLRP3、ASC和caspase‑1蛋白含量的影响

Western blot法检测结果显示,与sham组比较,I/R组大鼠脑组织中TXNIP、NLRP3、ASC和caspase‑1蛋白含量升高(P<0.05);与I/R组比较,SP组中TXNIP、NLRP3、ASC和caspase‑1蛋白含量明显降低(P<0.05),见图7。

 
 

3 讨 论

     

本研究采用低剂量七氟醚后处理脑I/R损伤大鼠,发现其能够降低大鼠神经功能缺损评分,减少脑梗死体积,改善脑组织损伤、水肿程度及血脑屏障通透性,在一定程度上抑制脑细胞的凋亡,发挥脑I/R损伤的保护作用。本研究结果同样发现,七氟醚后处理能够抑制脑I/R损伤大鼠的氧化应激及炎症反应。

本研究通过对脑I/R损伤大鼠进行七氟醚后处理,观察大鼠脑组织中ROS/TXNIP/NLRP3信号通路的变化,探究七氟醚脑保护作用的分子机制。本研究中采用七氟醚后处理大鼠脑I/R损伤同样发现,ROS含量及TXNIP、NLRP3、ASC和caspase‑1蛋白水平显著降低,且血清炎症因子及脑组织氧化应激指标也显著变化,提示七氟醚能够降低I/R小鼠脑组织中ROS的含量,抑制TNXIP/NLRP3等炎性小体相关蛋白的聚集及激活,抑制下游氧化应激指标及炎症因子的释放,从而抑制脑组织细胞的凋亡,减轻脑组织损伤及神经功能异常。


综上所述,七氟醚后处理能够抑制ROS/TXNIP/NLRP3信号通路,有效减轻大鼠脑I/R损伤,这可能是七氟醚发挥脑保护作用的机制之一,也为临床治疗缺血性脑损伤提供了一定的参考。但本研究中尚未设计挽救实验验证七氟醚与ROS/TXNIP/NLRP3信号通路的相互作用,因此关于七氟醚是否通过抑制该通路保护大鼠脑I/R损伤还有待进一步证实。



本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
TXNIP,七氟醚,大鼠,缺血,损伤,处理,蛋白,含量,组织

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