缺氧预处理对创伤性脑损伤大鼠皮层组织HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3表达影响的实验研究

发布时间：2017-10-14 20:24

  本文关键词：缺氧预处理对创伤性脑损伤大鼠皮层组织HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3表达影响的实验研究

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【摘要】：目的（1）建立一种稳定、可靠的大鼠缺氧预处理动物模型；（2）探究创伤性脑损伤大鼠皮层脑组织缺氧诱导因子-1α(Hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)、葡萄糖转运体蛋白-1(Glucose transporter-1, GLUT-1）和GLUT-3的表达，并分析HIF-1α分别与GLUT-1和GLUT-3mRNA及蛋白表达之间的相关性；（3）探讨缺氧预处理对创伤性脑损伤大鼠皮层脑组织葡萄糖转运的影响以及可能的相关机制，为缺氧预处理预防和治疗创伤性脑损伤提供相关理论依据。 方法204只健康清洁级成年雄性SD大鼠，体重介于250g~300g之间（安徽医科大学动物实验中心提供）。随机分为单纯对照组（CON组，n=12）、单纯外伤组（TBI组，n=96）和缺氧预处理后外伤组（HPCT组，n=96）。TBI组和HPCT组按取材时间点不同又随机分为伤后1、4、8、12h和1、3、7、14d组，每组12只。HPCT组大鼠先置于低压氧舱内，用真空抽气泵和进出气阀门将舱内大气压维持在50.47kPa，每天连续预处理3h，处理完后将大鼠置于常压环境中进行复氧，共预处理3d。预处理结束后1d，HPCT组和TBI组大鼠用自由落体打击法制作TBI模型：大鼠用10%水合氯醛（500mg/kg）腹腔注射麻醉后，将其置于立体定位仪上，碘伏消毒后沿正中线切开头皮，分离皮下组织及骨膜并暴露颅骨，在人字缝前3.0mm，矢状缝向右旁开3.0mm处用磨钻钻穿颅骨，形成直径约5mm骨窗，保持硬膜完整，用自由落体打击装置打击暴露部位（打击重量为50g，直径为3.5mm，打击高度距离创面为25cm）。打击后缝合头皮，醒后自由进食。各组动物模型分别于伤后1、4、8、12h和1、3、7、14d各时间点处死。其中6只直接处死，冰上断头取脑，，留取挫伤灶周围0.5cm皮层脑组织，并分别采用行RT-PCR和Western blot检测HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3mRNA及蛋白的表达，并进行统计学分析。另6只心脏灌注4％多聚甲醛后，断头取脑，脑组织浸泡于4％多聚甲醛固定，脱水、石蜡包埋，连续冠状切片，片厚5μm，供免疫组化检测伤后皮层组织HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3的分布情况，并进行统计学分析。 结果（1）致伤动物当日死亡5只，其中TBI组4只，HPCT组1只，给予重新造模补充。其余均于伤后4-5h清醒，醒后食欲差，精神萎靡，活动量减少，发生癫痫4只、肢体瘫痪2只，至伤后第3日因不能进食死亡3只，给予重新造模补充，最终进入结果分析实验大鼠为204只。 （2）RT-PCR检测结果提示：与CON组相比，TBI组HIF-1α、GLUT-1和GLUT-3mRNA均在伤后4h升高，12h达高峰，7d基本恢复至接近正常（P0.05）；但HPCT组HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3mRNA的表达在伤后1h即增强，伤后4h至7d HIF-1α、GLUT-1和GLUT-3表达量较TBI组均明显增加，直至伤后14d逐渐降至接近C组水平，相关性分析表明HIF-1α分别与GLUT-1、GLUT-3mRNA的表达呈正相关，差异均具有统计学意义（P0.05）。 （3）Western blot检测结果提示：TBI组和CON组相比，伤后4h、8h、12h、1d和3d HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3蛋白的表达均明显增加(P0.05)；HPCT组与TBI组比较，HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3蛋白的表达在伤后1h即开始增加，4h、8h、12h依次增高，伤后1d达高峰，随后逐渐下降，直至伤后14天降至接近正常水平相关性分析表明HIF-1α分别与GLUT-1、GLUT-3蛋白的表达呈正相关，差异均具有统计学意义（P0.05）。 （4）免疫组化结果提示：细胞中HIF-1α阳性表达主要定位于神经元及胶质细胞胞质内、GLUT-1阳性表达主要定位于血管内皮细胞及神经胶质细胞内，GLUT-3阳性表达主要定位神经元胞膜上。TBI组各时间点均有阳性表达，伤后4h阳性表达逐渐增加，1d达到高峰，随后逐渐开始下降，直至7d逐渐恢复至接近CON组水平（P0.05）。与TBI组相比，HPCT组在伤后1h表达即开始增加，伤后1d达高峰，随后逐渐下降，直至伤后14天降至接近正常水平。各组阳性率相关性分析表明HIF-1α分别与GLUT-1、GLUT-3蛋白的表达呈正相关，差异均具有统计学意义（P0.05）。 结论（1）本次缺氧预处理大鼠模型及创伤性脑损伤模型稳定性较好。（2）TBI伤后脑组织HIF-1α、GLUT-1及GLUT-3mRNA及蛋白的表达增加，且相关性分析表明HIF-1α分别与GLUT-1、GLUT-3mRNA及蛋白的表达呈正相关，提示HIF-1α可能参与创伤性脑损伤后皮层组织GLUT-1和GLUT-3的表达。（3）缺氧预处理可通过诱导皮层脑组织HIF-1α的表达，上调皮层组织GLUT-1和GLUT-3mRNA及蛋白的表达，增加伤后脑组织对葡萄糖的转运，相对减轻脑组织能量代谢障碍，可能是预防和治疗颅脑损伤后能量代谢紊乱的有效措施之一。
【关键词】：缺氧预处理 颅脑损伤 HIF-1α GLUT-1 GLUT-3
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R651.15
【目录】：

• 缩略词表4-6
• 中文摘要6-9
• Abstract9-12
• 前言12-14
• 第一部分 创伤性脑损伤大鼠皮层组织 HIF-1α、GLUT-1 及 GLUT-3 表达变化的实验研究14-35
• 1 材料与方法14-28
• 2 结果28-32
• 3 讨论32-33
• 4 结论33-35
• 第二部分 缺氧预处理对创伤性脑损伤大鼠皮层组织 HIF-1α、GLUT-1 31及 GLUT-3 表达影响的实验研究35-50
• 1 材料与方法35-42
• 2 结果42-47
• 3 讨论47-48
• 4 结论48-50
• 全文总结50-51
• 参考文献51-54
• 附录54-55
• 致谢55-56
• 综述56-65
• 参考文献62-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王亮;陈亮;李东;唐文渊;;创伤性脑损伤急性期高血糖对脑GLUT-3表达的影响[J];中国神经精神疾病杂志;2010年06期

本文编号：1033023