脑缺氧缺血对葡萄糖转运蛋白1基因和葡萄糖转运蛋白3基因表达的影响

目的　从分子水平研究脑缺氧缺血 (HI)损伤后脑内能量衰竭的发病机制 ,为今后建立安全有效的新生儿缺氧缺血性脑病 (HIE)治疗方案提供理论和实践依据。方法　SD新生大鼠 1 0 0只 ,分为HI组及正常组 ,各组新生大鼠分别于HI后 2、2 4、48、72h及 7d在无菌操作下断头取脑 ,分取右侧脑组织、皮质及海马组织 ,应用RT PCR方法 ,探讨各组各时段新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白 1 (GLUT1 )和葡萄糖转运蛋白 3(GLUT3)基因表达情况 ,以研究脑HI对GLUT1基因和GLUT3基因表达影响。结果　正常情况下GLUT1和GLUT3基因均随日龄增加而表达增高 ,海马部位表达普遍高于皮质部位。HI可致GLUT基因表达明显增高 ,皮质部位表达普遍高于海马部位。HI后 2 4h达高峰 ,至HI后 7d则显著低于正常组。结论　GLUT基因表达上调对于维持脑组织能量供给、延迟由能量衰竭引起的级联反应有重要意义。     

葡萄糖转运蛋白-1和-3在缺氧缺血性脑损伤新生大鼠脑内表达的变化及意义

目的：探讨缺氧缺血性脑损伤(H IBD)后脑内负责葡萄糖转运的两个重要蛋白质葡萄糖转运蛋白-1(GLUT-1)与葡萄糖转运蛋白-3(GLUT-3)表达的变化,揭示H IBD后脑内能量衰竭的发病机制。方法：将30只7日龄W istar大鼠随机分为正常对照组(n=5)、假手术对照组(n=5)和H IBD组(n=20)。H IBD组大鼠模型的制备参照R ice。方法结扎右侧颈总动脉后8%低氧暴露1 h。假手术对照组只分离右侧颈动脉,不予结扎和缺氧。缺氧缺血后1,3,5,10 d各处死5只H IBD大鼠,免疫组化方法检测大鼠脑内GLUT1及GLUT3表达,并与对照组和假手术组比较。结果：正常新生大鼠脑内微血管即可见GLUT1表达。H IBD后1 d,缺血侧半球GLUT1表达略有增加,3 d达高峰,至5 d时仍高于正常,10 d基本恢复正常水平。H IBD后1 d,GLUT3表达无明显变化,3 d时GLUT3表达已明显减少,5 d时进一步减少,10 d时仍显著低于对照组。GLUT3表达减少最显著的部位为海马CA1区。结论：H IBD后脑内GLUT1和GLUT3的表达异常可导致脑能量代谢途径改变,加重缺氧缺血后神经元的损伤及影响损伤神经元的修复。     

血糖对缺氧缺血新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白1基因表达影响的研究

目的 探讨血糖对缺氧缺血(HI)新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)基因表达的影响.方法 对7日龄SD新生大鼠通过调节25%葡萄糖的注射次数、时间或禁食12 h,分别建立单纯低血糖组、HI组、HI前低血糖组、HI后低血糖组、HI前轻度高血糖组、HI后轻度高血糖组、HI前重度高血糖组以及HI后重度高血糖组:另设正常组和假手术组.应用逆转录PCR(RT-PCR)方法,分别在HI后2、24、48、72 h及7 d对各组新生大鼠脑内GLUT1基因进行测定.结果 正常组GLUT1基因表达量随日龄增加而增高.HJ可引起GLUT1基因表达量的短期上调,至HI后72 h及7 d则非常显著地低于正常组(P＜0.01).HI前低血糖组GLUT1基因在HI后各时段均低于曾经HI各组,其中HI后48 h及HI后7 d显著低于HI组(P均＜0.05).HI前重度高血糖可明显上调GLUT1基因表达量,在HI后多数时段的表达量均显著高于曾经HI各组(P＜0.05或0.01).HI前轻度高血糖对GLUT1基因表达的影响不如HI前重度高血糖组.在HI后无论轻或重度高血糖组以及HI后低血糖组,其GLUT1基因表达时相均与HI前低血糖组类似.结论 结合过去系列研究结果提示,HI前低血糖可使GLUT1基因表达和产物合成明显下调、脑病理改变加重;HI前重度高血糖则使GLUT1基因表达和产物合成明显上调、脑病理改变显著改善.提示在HI前预先补充足量葡萄糖,有可能在一定程度上提高脑内应对HI的侵袭、改善缺氧缺血程度的能力.     

血糖水平对缺氧缺血新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白1合成的影响

目的　探讨血糖水平对缺氧缺血 (HI)新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白 1(GLUT1)合成的影响。方法　在成功建立HI并高、低血糖新生大鼠模型的基础上 ,应用免疫组织化学方法定量检测新生大鼠脑内海马和皮质部位GLUT1的合成情况。结果　正常情况下GLUT1随日龄增加而合成增加 ,HI可引起GLUT1合成在短期内明显增加 ,以HI前重症高血糖对GLUT1合成的影响较明显 ,其合成量在HI后 2、2 4、48h显著高于其他各组。结论　在HI前预先补充足量葡萄糖 ,可改善脑内葡萄糖供应。此与HI时增加的无氧酵解代谢方式相适应。     

血糖水平对缺氧缺血新生大鼠脑内GLUT3合成的影响

目的 探讨血糖水平对缺氧缺血新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白3(glucose transporter 3，GLUT3)合成的影响。方法 在成功建立了缺氧缺血合并高，低血糖新生大鼠模型的基础上，应用免疫组化方法定量检测新生大鼠脑内海马和皮质部位GLUT3的合成。结果 正常情况下GLUT3随日龄增加而合成增加；缺氧缺血可引起GLUT3合成在短期内明显增加，但在HI后期降至较低的水平；HI前低血糖使GLUT3合成在HI后期更进一步降低；HI前重度高血糖则可引起各时段GLUT3合成明显增加，尤其在HI后期仍保持一定的水平。结论 在缺氧缺血前预先补充足量葡萄糖，有可能在一定程度上提高脑内应对缺氧缺血的侵袭、改善缺氧缺血程度的能力。     

不同血糖水平对缺氧缺血新生大鼠脑内葡萄糖转运蛋白基因表达的影响研究

目的：葡萄糖转运蛋白(GLUT)基因及其产物在调节脑内能量代谢方面有重要作用,近来葡萄糖在围产期缺氧缺血损伤中的作用正日益受到关注。该研究拟探讨不同血糖水平对缺氧缺血新生大鼠脑内GLUT3基因表达的影响,评估葡萄糖的缺氧缺血脑保护作用。方法：对7日龄SD新生大鼠通过调节25%葡萄糖的注射次数及时间或禁食12h,分别建立单纯低血糖组,缺氧缺血(HI)组,HI前低血糖组,HI后低血糖组,HI前轻度高血糖组,HI后轻度高血糖组,HI前重度高血糖组以及HI后重度高血糖组;另设正常组和假手术组。应用RT-PCR方法,分别在HI后2,24,48,72h及7d对各组新生大鼠脑内GLUT3基因进行测定。结果：正常组GLUT3基因表达量随日龄增加而表达量增高,HI可引起GLUT3基因表达量的短期上调,至HI后72h及7d则非常显著低于正常组(均P<0.01)。HI前低血糖组GLUT3基因表达量在各缺氧缺血组中为最低,尤其在HI后72h显著低于HI组(P<0.05)。HI前重度高血糖可明显上调GLUT3基因表达量,在HI后大部分时段的GLUT3基因表达量均显著高于其余各组(P<0.05或0.01)。HI前轻度高血糖对GLUT3基因表达的影响不如HI前重度高血糖组。在HI后无论轻或重度高血糖组以及HI后低血糖组,其GLUT3基因的表达时相均与HI前低血糖组类似。结论：结果提示HI前低血糖可使GLUT3基因表达和产物合成明显下调、脑病理改变加重;HI前重度高血糖则使GLUT3基因表达和产物合成明显上调、脑病理改变显著改善;在缺氧缺血前预先补充足量葡萄糖,有可能在一定程度上提高脑内应对缺氧缺血的侵袭、改善缺氧缺血程度的能力。     

孕酮干预缺氧缺血性脑损伤新生大鼠海马葡萄糖转运蛋白1、3基因的表达

目的 观察孕酮干预缺氧缺血新生大鼠海马葡萄糖转运蛋白基因(GLUT1 mRNA和GLUT3 mRNA)的表达变化,探讨孕酮对缺氧缺血性脑损伤的影响.方法 7日龄SD大鼠40只,随机分成4组:正常组、假手术组、缺氧缺血组和孕酮组.缺氧缺血组及孕酮组新生大鼠先行右侧颈总动脉结扎术,再吸入80 mL/L氧气和920 mL/L氮气混合气体2 h,建立缺氧缺血动物模型;孕酮组于建立模型前30 min按8 mg/kg腹腔注射孕酮溶液.假手术组新生大鼠仅作右侧颈总动脉分离.缺氧缺血后24 h,各组新生大鼠断头处死,取脑海马组织,提取总RNA,采用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测海马GLUT1 mRNA和GLUT3 mRNA的表达.结果 缺氧缺血组GLUT1 mRNA和GLIUT3 mRNA的表达分别为0.674±0.083、0.785±0.093,显著高于假手术组(0.374±0.061、0.519±0.060)(Pa<0.01);孕酮组GLUT1 mRNA和GLUT3 mRNA的表达分别为0.957±0.077、1.138±0.090,显著高于假手术组(0.374±0.061、0.519±0.060)和缺氧缺血组(0.674±0.083、0.785±0.093)(Pa<0.01);正常组GLUT1 mRNA和GLUT3 mRNA的表达分别为0.363±0.063、0.503±0.085,与假手术组(0.374±0.061、0.519±0.060)比较均无显著差异(Pa>0.05).结论 孕酮通过上调GLUT1 mRNA和GLUT3 mRNA的表达增加脑内葡萄糖的转运,以维持脑组织的能量供给,是其发挥脑保护作用的机制之一.     

脑源性神经营养因子及酪氨酸激酶BmRNA在胆红素神经损伤豚鼠皮质及海马表达变化的实验研究

目的探讨新生豚鼠胆红素脑神经损伤时脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体酪氨酸激酶B的mRNA(TrkB mRNA)在大脑皮质及海马表达特点。方法取生后2～5 d的豚鼠60只,随机分为3组,每组各20只。T1组腹腔注射晶体胆红素100μg/g;T2组腹腔注射胆红素200μg/g;C组为对照组,腹腔注射生理盐水。分别在注射后4、8 h各处死10只。作脑组织切片,电镜、光镜观察病理改变;并采用免疫组化、原位杂交和图像分析,观察不同时间点BDNF、TrkB mRNA在皮质及海马表达变化。结果胆红素脑神经元损伤模型成功建立。在腹腔注射胆红素4 h时,皮质及海马的BDNF阳性细胞数降低,而TrkB mRNA阳性细胞数增加,与对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。随时间延长至8 h时,皮质及海马的BDNF和TrkB mRNA阳性细胞数均较4 h时增加,差异有统计学意义(P均<0.05)。T2组与T1组比较,皮质和海马的BDNF和TrkB mRNA的阳性细胞数变化更明显。结论胆红素脑神经元损伤时,皮质和海马的BDNF、TrkB mRNA表达变化可能在抑制神经元凋亡和神经元修复中发挥重要作用,有利于减轻神经元损伤,以及神经元的修复和再生,这可能是胆红素脑神经元损伤时机体的自我保护机制之一。     

不同葡萄糖水平对缺氧缺血新生大鼠脑病理改变的影响

目的电镜下观察葡萄糖水平对缺氧缺血（HI）新生大鼠脑皮质和海马病理改变的影响。方法7日龄SD新生大鼠随机分为单纯HI组、HI前高血糖组、HI前低血糖组以及正常对照组。各组于HI后72h断头处死,脑组织置2%戊二醛溶液中固定,透射电镜下待检。结果单纯HI主要引起海马部位的病理改变,皮质病变相对轻微。HI前低血糖组的脑病理改变呈进一步加剧,海马部位多见神经元坏死,皮质及海马神经元内线粒体空泡变明显,核周细胞器减少或消失。HI前高血糖组的脑病理改变明显轻于单纯HI组和HI前低血糖组,未见神经元坏死,仅表现为线粒体轻度肿胀以及胶质细胞明显增生。结论HI前低血糖可进一步加剧新生大鼠的脑缺氧缺血损害,HI前高血糖则可明显减轻新生大鼠脑缺氧缺血损伤.     

雌激素对缺氧缺血性脑损伤新生大鼠的保护作用

目的 探讨雌激素对脑缺氧缺血(HI)新生大鼠脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体TrkB表达的影响.方法 7日龄wistar雄性大鼠126只.随机分为对照组、HI组、雌激素加HI组(干预组),每组各42只.HI组和干预组大鼠乙醚麻醉3～5 min后,行右颈总动脉分离,用0号线结扎右颈总动脉2 h,予80 mL/L氧气持续吸入2 h,制备成HIBD模型.对照组仅行颈正中切口,游离右颈总动脉但不结扎.干预组动物分别于术前30min及模型制成后立即腹腔注射苯甲酸雌二醇2 mg/kg.3组动物分别于模型制成后1、4、12、24、48和72 h,7 d时间点各处死6只,取出脑组织,免疫组织化学法检测各组大鼠HI后不同时间点右侧海马CA1区BDNF和TrkB阳性细胞数,并采用TUNEL法检测各组CA1区凋亡细胞数.结果与对照组比较,HI组及干预组右侧海马CA1区BDNF和TrkB阳性细胞数均明显增高(Pa＜0.01),干预组HI 72 h、7 d海马CA1区BDNF阳性细胞数较HI组明显增多(Pa＜0.01);干预组HI 48 h、72 h、7 d海马CA1区TrkB阳性细胞数较Hl组明显增多(Pa＜0.01);干预组HI 72 h、7d CA1区凋亡细胞数较HI组CA1区明显减少(Pa＜0.01).结论雌激素通过上调海马CA1区BDNF和TrkB的表达发挥对神经元的保护作用,防止神经元迟发性死亡.     

Adolescents with clinical type 1 diabetes display reduced red blood cell glucose transporter isoform 1 (GLUT1)

Type 1 diabetic (T1D) adolescent children on insulin therapy suffer episodes of both hyper‐ and hypoglycemic episodes. Glucose transporter isoform GLUT1 expressed in blood–brain barrier (BBB) and red blood cells (RBC) compensates for perturbed circulating glucose toward protecting the supply to brain and RBCs. We hypothesized that RBC‐GLUT1 concentration, as a surrogate for BBB‐GLUT1, is altered in T1D children. To test this hypothesis, we measured RBC‐GLUT1 by enzyme‐linked immunosorbent assay (ELISA) in T1D children (n = 72; mean age 15.3 ± 0.2 yr) and control children (CON; n = 11; mean age 15.6 ± 0.9 yr) after 12 h of euglycemia and during a hyperinsulinemic–hypoglycemic clamp with a nadir blood glucose of ?3.3 mmol/L for 90 min (clamp I) or ?3 mmol/L for 45 min (clamp II). Reduced baseline RBC‐GLUT1 was observed in T1D (2.4 ± 0.17 ng/ng membrane protein); vs. CON (4.2 ± 0.61 ng/ng protein) (p < 0.0001). Additionally, baseline RBC‐GLUT1 in T1D negatively correlated with hemoglobin A1c (HbA1c) (R = ?0.23, p < 0.05) but not in CON (R = 0.06, p < 0.9). Acute decline in serum glucose to 3.3 mmol/L (90 min) or 3 mmol/L (45 min) did not change baseline RBC‐GLUT1 in T1D or CON children. We conclude that reduced RBC‐GLUT1 encountered in T1D, with no ability to compensate by increasing during acute hypoglycemia over the durations examined, may demonstrate a vulnerability of impaired RBC glucose transport (serving as a surrogate for BBB), especially in those with the worst control. We speculate that this may contribute to the perturbed cognition seen in T1D adolescents.     

抵抗素及其结合多肽对大鼠骨骼肌细胞糖摄取功能的影响

目的探讨抵抗素及其结合多肽(RBP)对大鼠骨骼肌细胞糖摄取功能的影响。方法体外培养的大鼠骨骼肌细胞(L6)随机分为对照组,抵抗素(10 nmol/L)组,RBP(1 nmol/L)组、抵抗素(10 nmol/L) RBP(1 nmol/L)组,培养0.5 h后,液闪计数法(LSC)观察L6细胞糖摄取功能的变化,RT-PCR、Western blot法检测葡萄糖转运载体(GLUT)4基因的表达及转位变化。结果与对照组相比,抵抗素组糖摄取功能下降,RBP组及抵抗素 RBP组糖摄取功能无明显变化(P<0.05);与抵抗素组相比,抵抗素 RBP组糖摄取功能明显上调(P<0.05)。4组L6细胞的GLUT4基因的蛋白表达及转位均无明显变化(P>0.05)。结论抵抗素能抑制骨骼肌细胞的糖摄取;但对正常骨骼肌细胞糖摄取功能无明显影响;RBP但能有效拮抗抵抗素抑制骨骼肌细胞糖摄取的作用。     

钙蛋白酶抑制剂3对新生鼠缺氧缺血性脑损伤的保护作用

目的探讨钙蛋白酶抑制剂3（MDL 28170）对新生大鼠缺氧缺血性脑损伤（HIBD）的保护作用及机制。方法将新生7dSD大鼠随机分为对照组、HIBD组及钙蛋白酶抑制剂．3治疗组（MDL组）,分别于HI后6、24、72h取材,采用实时荧光定量PCR技术检测μ-calpain mRNA变化,免疫印迹法检测μ-calpain及caspase-3活性蛋白表达,TUNEL法观察大脑皮质凋亡细胞数;并计数HI后24h海马CA1区神经元死亡数。结果脑缺氧缺血后μ-calpain mRNA在6h即增高,24h达到高峰（P〈0．05）;μ-calpain蛋白质的活化片段76000与总片段80000比值6h即高于对照组（P〈0．05）,24h达到高峰（P〈0．01）,72h仍处于较高水平（P〈0．05）;caspase-3活性蛋白质在HI后24h达到高峰（P〈0．01）,72h降至对照组水平（P〉0．05）;损伤侧大脑皮质凋亡细胞随着时间延长逐渐增多,24h达到高峰,72h与对照组差异仍有统计学意义（P〈0．01）;24h时HIBD组CA1区神经元死亡数显著高于对照组（P〈0．01）。予MDL 28170干预后,MDL6h及24h组μ-calpain及caspase-3活性蛋白质表达、凋亡细胞数均较同时间点HIBD组减少（P〈0．05）,同时24h CA1区神经元死亡数明显减少（P〈0．05）;MDL28170虽然能降低μ-calpain mRNA的表达量,但与HIBD组相比差异不明显（P〉0．05）。结论HI后μ-calpain基因及蛋白质表达增加,参与了HIBD的发生;钙蛋白酶抑制剂-3可通过抑制μ-calpain及caspase-3蛋白质表达,对抗细胞坏死和凋亡,发挥脑保护作用。     

Fanconi-Bickel syndrome in three Turkish patients with different homozygous mutations

Three Turkish patients with Fanconi-Bickel syndrome are presented. Prominent clinical findings of patients included hepatomegaly, growth retardation, hypoglycemia, characteristic tubular nephropathy, and rickets. Each patient had a different homozygous mutation of glucose transporter 2 (GLUT2) gene.     

Effects of anticonvulsants on GLUT1-mediated glucose transport in GLUT1 deficiency syndrome in vitro

Facilitative type-1 glucose transporter (GLUT1) deficiency syndrome is caused by a defect of glucose transport into brain, resulting in an epileptic encephalopathy. Seizures respond effectively to a ketogenic diet, but a subgroup of patients require add-on anticonvulsant therapy or do not tolerate the diet. With the exception of barbiturates, which have been shown to inhibit GLUT1 function, no anticonvulsants have been investigated for possible interactions with GLUT1. Kinetic analyses of (14)C-labeled 3-O-methyl glucose (3OMG) uptake into erythroctes were performed in 11 patients and 30 controls. For in vitro inhibition studies, zero-trans influx of 3OMG (5 mmol/L) into erythrocytes was determined following preincubation with diazepam, carbamazepine, phenytoin, and chloralhydrate. In addition, the effects of ethanol on cell lysis and 3OMG transport into erythrocytes were determined. In patients, mean 3OMG influx was 53% of controls. Ethanol, diazepam, and chloralhydrate significantly inhibited GLUT1 function. Erythrocyte cell lysis was evident at concentrations of 2.5% ethanol. Diazepam, chloralhydrate, and ethanol are inhibitors of GLUT1 function in vitro and might potentiate the effects of GLUT1-mediated glucose transport in patients with GLUT1 deficiency syndrome. In contrast, no inhibitory effects were observed for carbamazepine and phenytoin, indicating that these substances might be preferable for additional seizure control in this disorder.