组蛋白去乙酰化酶在脓毒症相关性脑病中的作用及机制研究

发布时间：2017-11-11 10:24

  本文关键词：组蛋白去乙酰化酶在脓毒症相关性脑病中的作用及机制研究

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【摘要】：脓毒症相关性脑病(sepsis-associated encephalopathy, SAE)是由非直接脑感染引起的、全身炎症反应所致的弥散性脑功能障碍,是脓毒症发展过程中严重的中枢神经系统并发症。SAE在ICU患者中比较常见,高达70%的患者伴有全身性感染,且易引起认知功能损害,目前尚缺乏有效治疗措施。先前研究显示：SAE引起的认知功能损害与脑内炎症反应、氧化应激、神经元凋亡、神经递质异常及微循环障碍等有关,而其确切的发病机制并不清楚。盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture, CLP)模型可模拟临床腹腔感染的形成、多重病原体感染导致的全身炎症反应综合症及多器官功能衰竭等,目前该动物模型已被广泛用于SAE的基础研究。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase, HDAC)抑制剂丙戊酸(valproic acid,VPA)是一种易通过血脑屏障的抗癫痫药物。近年来VPA的神经保护作用日益受到关注,有研究显示VPA具有抑制HDAC活性、抗凋亡和促神经营养因子表达等作用,可明显改善阿尔兹海默病等神经退行性疾病中的认知功能损害[6]。然而,仍然不清楚HDAC抑制剂VPA是否能够逆转SAE相关性认知功能损害。本研究主要观察HDAC抑制剂VPA对SAE小鼠认知功能的影响并探讨其可能机制。采用CLP建立SAE模型,观察HDAC1、HDAC2、总H3、总H4、乙酰化组蛋白H3赖氨酸9(H3K9)、乙酰化组蛋白H4赖氨酸12(H4K12)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF).酪氨酸激酶B(tyrosine kinase B,TrkB)、磷酸化酪氨酸激酶B(phosphorylated tyrosine kinase B,pTrkB).活化的天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3(Activated cysteine-containing aspartate-specific,Activated caspase-3)和突触后密度蛋白95(postsynaptic density 95,PSD95)等在CLP后经过VPA处理或VPA+K252a(TrkB抑制剂)处理后海马内含量的变化,观察VPA是否可逆转SAE相关性认知功能损害及可能机制,为SAE的治疗提供新思路。目的：观察HDAC抑制剂VPA对SAE小鼠认知功能的影响并探讨其可能机制。方法：采用CLP建立SAE模型。160只成年雄性C57BL/6小鼠随机分为五组：假手术(Sham)+生理盐水(Saline)组(n=20)、Sham+VPA组(n=20)、CLP+Saline组(n=40)、CLP+VPA组(n=40)及CLP+VPA+K252a组(n=40)。术后15天起每日腹腔内注射生理盐水(10 ml/kg)、VPA(100 mg/kg)或VPA(100 mg/kg)+K252a(1 mg/kg),连续14天。术后第29天行旷场实验和水迷宫测试。行为学测试后取小鼠海马组织, 采用Western Blotting法检测HDAC1、HDAC2、总H3、总H4、乙酰化H3K9、乙酰化H4K12、BDNF、TrkB、 pTrkB、Activated caspase-3和PSD95的含量；ELISA法检测白介素(IL)一1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量；硫代巴比妥酸法测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)浓度；电镜观察突触数量变化。结果：与Sham+Saline组相比,CLP+Saline组探索时间明显缩短,HDAC2、Activated-caspase-3及IL-1β含量明显增高,乙酰化H3K9、乙酰化H4K12、BDNF、 pTrkB/TrKB和PSD95含量及突触数目明显降低(P0.05)；与CLP+Saline组相比,CLP+VPA组小鼠探索时间明显延长,HDAC2、Activated-caspase-3及IL-1β含量明显降低,乙酰化H3K9、乙酰化H4K12.BDNF.pTrkB/TrKB和PSD95含量及突触数目明显增加(P0.05):CLP+Saline组与CLP+VPA+K252a组相比,各指标差异无统计学意义(P0.05)；各组HDAC1含量及MDA浓度差异无统计学意义(P0.05)。结论：HDAC参与了SAE小鼠的发病,HDAC抑制剂VPA可明显改善SAE小鼠的认知功能损害,其机制可能与降低海马中HDAC2和其下游的IL-1β、Activated caspase-3含量以及激活BDNF-TrkB信号通路有关。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R459.7;R747.9

【参考文献】

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1 王星明;董琳;纪木火;曾秋婷;管双仙;李国民;杨建军;;富氢液对脓毒血症大鼠肠损伤的影响[J];临床麻醉学杂志;2013年02期

2 李新枝;聂政;;丙戊酸对大鼠急性脊髓损伤的保护作用[J];中国康复医学杂志;2011年04期

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本文编号：1171007