线粒体GTPase相关通路调控下高压氧对脊髓损伤大鼠神经保护的机制研究

发布时间：2018-12-13 01:22

【摘要】：【目的】创伤性脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是由于外力作用造成脊髓神经元的急性坏死,继发性凋亡将进一步加重细胞损伤,临床表现为运动、感觉等多功能障碍,严重影响患者生存质量。既往发现,SCI后氧化应激反应是Caspase凋亡通路激活的重要机制,也是高压氧(hyperbaric oxygen,HBO)治疗最初的理论依据。而在最新研究揭示,线粒体GTPase结构蛋白Drp1的表达变化要早于经典凋亡通路的启动。因此我们推测,线粒体GTPase相关通路可能在HBO治疗大鼠SCI中起到关键调控作用,但国内外未见报导。本研究拟通过神经运动功能评定、脊髓组织切片及Western Blot蛋白检测等手段,探讨大鼠SCI后GTPase相关通路中Drp1、Fis1、Mfn1/Mfn2、Cyt C、Caspase-3等关键蛋白的变化规律及该通路调控下不同时间窗HBO治疗对其神经保护的调控机制,为SCI急性期的临床救治提供新理论依据和技术选择。【方法】第一部分:将SD大鼠随机归入到阴性对照的Con组、仅椎板敲除的Sham组及脊髓打击的SCI组,通过BBB下肢运动评分、运动诱发电位(MEP)及组织切片HE染色来评估SCI后神经元运动功能恢复情况,通过TUNEL检测大鼠SCI后神经元凋亡数量,通过Western Blot检测SCI后6h、12h、24h、48h、72h、7d、10d时损伤神经组织中Drp1、Fis1、Mfn1/Mfn2蛋白含量的时态变化。第二部分:在第一部分基础上,随机将SD大鼠归入Sham组、SCI组及高压氧治疗的HBO组,其中HBO组根据介入时间窗又分为HBO-24h组、HBO-48h组、HBO-72h组三个亚组。通过BBB评分及MEP检测评估神经运动功能恢复情况。在全部完成3d疗程的HBO后取材,并通过组织切片HE染色及TUNEL检测不同时间窗HBO对大鼠SCI后神经修复的影响,通过Western Blot检测不同时间窗HBO对大鼠SCI后损伤脊髓组织中Drp1、Fis1、Mfn1/Mfn2及Cyt C、Caspase-3蛋白表达的影响。【结果】第一部分SCI组大鼠脊髓组织HE染色切片可见脊髓组织严重破坏,灰、白质分界模糊,白质松散不规则,损伤区出现坏死灶、微囊腔改变、尼氏体形成,BBB评分及MEP波幅在损伤低峰后有一定程度的提高,TUNEL阳性细胞大量表达,与Con组及Sham组相比差异有统计学意义(P0.01)。Drp1、Fis1的表达在SCI后6h内明显下降低于正常值,12h后呈上升趋势且高于正常值,48h达到峰值后开始下降,10d接近正常值,呈现先下降后升高的趋势;而Mfn1/Mfn2的表达在SCI后6h内上调高于正常值,12h后呈下降趋势且低于正常值,48h达到低峰后再次上调,10d后与正常值接近,各组差异均有统计学意义(P0.05)。第二部分SCI后第7d,HBO各亚组的BBB评分、MEP波幅及HE染色切片均可见神经功能及细胞结构明显改善。与SCI组相比,TUNEL阳性细胞有不同程度减少,损伤的脊髓组织中Drp1、Fis1表达水平下调,Mfn1/Mfn2表达水平上调,Cyt C及Caspase-3表达水平下调,与SCI组相比均具有显著差异(P0.05)。且以上变化在HBO-24h组更显著,与HBO-48h组、HBO-72h组相比差异具有统计学意义(P0.05)。【结论】大鼠SCI后可见神经运动功能下降、神经元凋亡,且10天内均可见Drp1、Fis1及Mfn1/Mfn2表达量呈时相性变化。早期HBO介入可抑制凋亡,其对中枢神经的保护作用可能跟Drp1和Fis1表达下调、Mfn1/Mfn2表达上调的调控有关,且SCI后24h进行HBO治疗可对线粒体GTPase相关通路起到更有效调控。
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【学位授予单位】：广东药科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R651.2

【参考文献】