HDL抑制NLRP3炎性小体对缺血再灌注大鼠的脑保护作用及机制

发布时间：2020-07-11 22:56

【摘要】：目的:本研究建立大鼠缺血再灌注模型,观察不同灌注时间脑损伤程度,并给予不同剂量的高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)治疗,旨在探讨高密度脂蛋白对大鼠缺血再灌注脑损伤的保护作用及相关机制。方法:(1)通过阻断大鼠脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)建立缺血再灌注脑损伤模型(middle cerebral artery occlusion,MCAO),根据再灌注时间将大鼠分为:假手术组、MCAO 12h、MCAO 24h、MCAO 72h模型组。模型组缺血后1.5h,分别再灌注12h、24h、72h后处死大鼠,取脑损伤组织进行TTC染色,检测不同再灌注损伤时间后大鼠脑梗死体积,根据Bederson评分标准对大鼠神经功能损伤进行评分,实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)检测不同灌注时间脑损伤后炎性小体NLRP3的mRNA表达情况。(2)进一步,选择脑损伤程度严重的缺血再灌注模型研究HDL对缺血再灌注脑损伤神经的保护作用及其具体机制。将动物分为假手术组、MCAO模型组、低剂量HDL/MCAO治疗组、中剂量HDL/MCAO治疗组、高剂量HDL/MCAO治疗组。HDL治疗组在缺血前15min,尾静脉注射10mg/kg、25mg/kg、50mg/kg不同剂量的HDL,缺血1.5h后再灌注72h后处死大鼠,取脑损伤组织进行TTC染色,检测不同剂量的HDL对缺血再灌注大鼠脑梗死体积的改善程度。根据Bederson评分标准对大鼠神经功能损伤进行评分。利用酶联免疫(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)和qRT-PCR检测大鼠缺血半暗带脑损伤组织中IL-18和IL-1β因子的蛋白和mRNA表达情况。免疫印迹法(Western blotting,WB)检测NLRP3和caspase1的表达。结果:(1)TTC染色结果显示,与假手术组相比,缺血再灌注12h、24h和72h模型组,大鼠脑组织缺血侧发白,出现不同程度的脑梗死,随着再灌注时间延长,脑梗死体积明显升高(P0.05)。MCAO模型组神经运动功能评分均明显高于假手术组,差异具有统计学意义(P0.05)。随着缺血再灌注时间延长,大鼠神经运动功能障碍越显著,差异具有统计学意义(P0.05)。qRT-PCR检测结果显示,与假手术组相比,MCAO 12h组大鼠损伤脑组织中NLPR3的mRNA达有所上调(p0.05),MCAO 24h、72h组大鼠损伤脑组织中NLPR3的mRNA表达显著上调(p0.05,p0.01)。随着缺血再灌注时间的延长,脑组织中NLRP3的mRNA表达显著升高,差异具有统计学意义(P0.05)。缺血再灌注72h后大鼠脑组织损伤最显著。(2)选择MCAO 72h模型组进一步研究HDL对缺血再灌注脑损伤的保护作用。神经功能缺陷评分显示,与假手术组相比,MCAO模型组大鼠神经功能评分显著升高(P0.05)。与模型组相比,10mg/kg的HDL治疗后未显著改善大鼠神经功能损伤(P0.05),25mg/kg的HDL治疗后,大鼠神经功能评分明显降低(P0.05),50mg/kg的HDL治疗后,神经功能评分降低程度最明显(P0.01)。ELISA和qRT-PCR检测结果显示,与假手术组相比,MCAO模型组大鼠脑缺血半暗带组织中IL-18和IL-1β的蛋白和mRNA的表达水平均不同程度上调(P0.05)。与模型组相比,10mg/kg HDL治疗后,IL-18和IL-1β的蛋白和mRNA的表达水平无显著变化(P0.05),25mg/kg或50mg/kg HDL治疗后,大鼠脑缺血半暗带组织中IL-18和IL-1β的蛋白和mRNA的表达均明显下调(P0.05,P0.01)。免疫印迹结果显示,与假手术组相比,MCAO模型组再灌注72h后NLRP3和caspase1的表达水平显著上调(P0.05),10mg/kg HDL治疗后,NLRP3和caspase1的表达无显著变化(P0.05),25mg/kg、50mg/kg HDL治疗后,大鼠脑缺血半暗带组织中NLRP3和caspase1的表达水平显著下调(P0.05,P0.01)。结论:(1)中动脉阻塞线栓法成功建立了大鼠脑缺血再灌注损伤模型,随着缺血再灌注时间的延长,大鼠脑组织梗死程度加剧,大鼠神经功能损伤严重,炎性小体NLRP3的mRNA表达水平显著上调。(2)中、高剂量HDL治疗对缺血再灌注引起的大鼠脑部有保护作用,中、高剂量的HDL可显著降低缺血再灌注大鼠神经功能评分,改善缺血再灌注72h后缺血再灌注大鼠脑梗死体积,下调脑缺血再灌注引起的IL-18和IL-1β因子的蛋白和mRNA的表达,HDL通过抑制脑缺血半暗带组织中NLRP3的表达水平从而对缺血再灌注脑损伤起到保护作用。
【学位授予单位】：贵州医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R743
【图文】：

炎性,小体,结构示意图,结构域

-associated speck-like protein，ASC）、受体蛋白和 pro-caspa主要有：NOD 样受体 (nucleotide-binding oligomerizationcine-rich repeat (LRR)-containing protein，NLR)家族成员、黑bsent in melanoma 2，AIM2)和 Pyrin[3]。NLR 家族主要包括：LRP4 等。目前 NLR 家族研究较多的受体为 NLRP3 和 NLR白，含有两个结构域，N 端 PYD 结构域和 C 端 CDRA 结构域 C 端结构域将受体蛋白和 pro-caspase-1 间接起来组装成炎性-1 作为效应蛋白，自我剪切成为有活性的 caspase-1，进一 pro-IL-18 成为成熟的 IL-18 和 IL-1β，介导炎症反应。炎LRP3 的 N 端结构 PYD 结构域[4]，其可通过 PYD-PYD 连接，然而 NLRP1 和 NLRP4 的 N 段为 CARD 结构域，需与 A构域结合再组装成为炎性小体（图 1-1）。也有研究表明 C接与 caspase-1 结合[6]。

炎性,信号通路,小体,β-淀粉样蛋白

NLRP3 炎性小体的激活需要同通路（图 1-2），第一信号通路激活是的 pro-IL-1β的表达上调[8]。第二条信号通路激活炎性小体。细胞内钾离子外流、溶酶体reactive oxygen species，ROS）是 3 种激活当胞浆内钾离子浓度<90mmol/L 将 NLRP3白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP体[10]。巨噬细胞吞噬β-淀粉样蛋白、胆固释放组蛋白酶B直接或间接的激活NLRPARD 结构域招募 pro-caspase-1, pro-caspas发生剪切，成为有活性的 caspase-1，有活 pro-IL-1β从无活性的状态剪切为成熟的有

脑组织,大鼠,百分比

CAO 24h vs. MCAO 12h），MCAO 72h 大鼠损伤脑组织梗死程约 91.68%（P<0.05，MCAO 72h vs. MCAO 24h）。表 2-1 四组大鼠脑梗死体积百分比对比（x ± s，n=6）逡逑-1 Percentage comparison of cerebral infarction volume in four groups组别脑梗死体积（%）手术组 0AO 12h 组 32.45±3.14aAO 24h 组 72.32±4.34bAO 72h 组 91.68±2.87c组相比，ap<0.05 具有显著差异；与 MCAO 12h 组相比，bp<0.05 具有 24h 组相比，cp<0.05 具有显著差异。

【相似文献】