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第一部分 金丝桃苷对氧糖剥夺再灌注致皮层神经元损伤的保护作用
目的:缺血性脑损伤有很高的致残率和致死率,是威胁人类生命健康的一个重要原因,因此,其预防和治疗非常重要。目前研究已表明金丝桃苷有多种生物学作用,其在临床广泛应用于镇痛和保护心血管功能,有关其对缺血性脑损伤的作用还不清楚。短时氧糖剥夺可模拟在体某些疾病状态下(如中风)引起的氧糖供应缺乏,延时再灌则反映氧糖供应缺乏的基础上恢复氧糖供应后细胞的损伤状况,即氧糖剥夺再灌注可模拟机体的缺血-再灌注损伤,而谷氨酸是脑缺血再灌注致兴奋性毒性损伤的主要神经递质,本研究旨在从细胞水平探讨金丝桃苷对缺血性脑损伤的保护作用。
方法:建立原代培养皮层神经元氧糖剥夺再灌注(oxygen-glucose deprivation-reperfusion,OGD-R)模型和谷氨酸致兴奋性毒性模型,探讨金丝桃苷对神经元损伤是否有保护效应。采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide,MTT)比色测定法检测细胞活性。
结果:与对照组相比,OGD(2 h)-R(24 h)损伤模型中细胞存活率显著降低至65.9±3.9%,不同浓度金丝桃苷(1,3,10,30,100 μM)预孵育细胞后能减轻OGD-R所致的细胞损伤,且具有剂量依赖性,分别增加细胞存活率至71.9±5.2%,76.7±4.5%,80.9±4.7%,83.7±4.6%和84±5.0%。200 μM谷氨酸联合10 μM甘氨酸处理2 h再灌24 h可降低细胞存活率至对照组的64.1±5.3%,而金丝桃苷(1,3,10,30,100 μM)预孵育可增加细胞存活率至71.2±5.5%,82.1±6.2%,85.7±5.6%,89.1±5.7%和94.6±6.2%,亦呈现剂量依赖性。
结论:金丝桃苷对OGD-R和谷氨酸所致皮层神经元损伤有保护作用,且效应呈现剂量依赖性。
第二部分 金丝桃苷对氧糖剥夺再灌注致皮层神经元损伤保护作用的机制
目的:脑缺血再灌注可以引起谷氨酸介导的兴奋性毒性,主要通过神经元NMDA受体激活使胞内钙超载,从而导致神经元损伤或死亡。此外,缺血再灌可显著升高脑内的NO浓度,导致细胞死亡。抑制NO的生成可减少脑缺血后的脑梗塞面积,其可能是金丝桃苷神经保护效应的潜在靶点。本研究利用钙成像的方法,探讨金丝桃苷是否通过阻断NMDA受体活化及后续胞内钙超载保护神经元。利用氧糖剥夺再灌注模型探讨金丝桃苷是否通过调节NO相关信号通路发挥神经保护作用。
方法:金丝桃苷预处理原代培养皮层神经元:1)用钙离子成像技术检测胞内游离钙浓度的改变;2)用免疫印迹(western blotting)法检测NO相关信号通路蛋白的表达;免疫荧光检测核转录因子NF-κB的激活程度。
结果:与胞内基础钙值相比,1 mM NMDA可引起胞内钙增加126.0±8.1%,金丝桃苷预处理可降低胞内钙超载40.8±6.2%。Western blotting结果显示,OGD-R及金丝桃苷预处理对nNOS的表达无影响,金丝桃苷预处理能下调OGD-R所致的p-CaMKII和iNOS的表达,免疫荧光检测显示金丝桃苷预处理能减弱OGD-R所致的NF-κB的活化。此外,OGD-R可减少ERK、CREB磷酸化表达,增加JNK的磷酸化,降低Bcl-2/Bax的比值,金丝桃苷预处理可逆转这些改变。
结论:金丝桃苷通过减轻胞内钙超载,下调p-CaMKII的表达,进而抑制NF-κB的活化,下调iNOS的表达,减少 NO的生成。金丝桃苷可增加NO相关存活蛋白ERK、CREB和Bcl-2的表达,降低NO相关促凋亡蛋白JNK和Bax的表达发挥其神经保护作用。即金丝桃苷能通过调节NO相关信号通路的机制来拮抗氧糖剥夺再灌注致皮层神经元损伤。