大鼠脊髓半横断损伤后脊髓神经细胞凋亡与caspase-3的表达

为研究损伤脊髓神经细胞凋亡和相联系的caspase-3的表达,用原位末端标记法(TUNEL)检测了成年大鼠胸脊髓(T9)半横断损伤(hSCI)后脊髓神经细胞的凋亡变化,并用免疫组织化学染色方法观察了caspase-3的表达。结果显示:hSCI后6h损伤侧脊髓腹角即出现较多的TUNEL阳性神经细胞,并持续至5周。损伤脊髓的吻侧段于手术后4d达高峰,尾侧段脊髓于伤后1d达高峰。与假手术组相比,在所有观察的时间点TUNEL阳性神经细胞的数量在损伤侧均有明显增加。caspase-3免疫组化染色显示,与假手术组相比,伤后6h损伤侧脊髓腹角caspase-3表达也明显增加,并持续至5周。以上结果提示hSCI后,脊髓可出现神经细胞凋亡,且此凋亡的发生可能与caspase-3的表达有关。     

p38有丝分裂原激酶活化参与继发性脊髓损伤后神经细胞凋亡的实验研究

探索脊髓损伤(SCI)后p38有丝分裂原激酶(p38MAPK)的表达及其与神经细胞凋亡的关系。采用Allen’s法建立大鼠急性SCI动物模型,用蛋白印迹法和免疫组织化学染色方法检测SCI后p38MAPK和caspase-3表达的变化;采用实时定量PCR法检测SCI后caspase-3 mRNA的表达;用原位末端标记法(TUNEL)检测SCI后神经细胞凋亡。结果表明SCI后总p38MAPK表达无变化,但p38MAPK磷酸化明显增多,于伤后6h达高峰;伤后24hcaspase-3表达明显增加。TUNEL检测显示,伤后6h受损伤的脊髓组织有少许凋亡细胞出现,24h细胞凋亡最明显。鞘内注射p38MAPK抑制剂SB203580,明显减少caspase-3的表达,并减少细胞凋亡。以上结果显示SCI后损伤局部p38MAPK激活诱导了caspase-3基因表达,导致神经细胞凋亡;抑制p38MAPK可以阻止SCI后继发的神经细胞凋亡。     

Caspase-3和Bax在放射性脊髓损伤大鼠的表达

目的观察大剂量分割放疗对大鼠脊髓损伤的影响及其凋亡基因的表达。方法6MeV电子线照射,每次照射剂量为5Gy,隔日1次,总照射剂量为40Gy。照射结束后20周,取脊髓组织行HE染色与透射电镜观察脊髓损伤的形态学变化,免疫组化检测凋亡基因caspase-3与bax在脊髓组织中的表达。结果HE染色见受照的脊髓白质内神经纤维排列松散紊乱,部分灰质出现细胞肿胀、破坏、炎细胞浸润,部分神经元尼氏体消失,神经胶质细胞固缩。透射电镜表现为髓鞘的板层结构水肿明显、膨大、粘连,模糊不清,细胞器空泡变性改变,神经胶质细胞有核固缩现象。免疫组化结果显示正常大鼠脊髓神经细胞中很少有凋亡基因caspase-3与bax的表达,放疗组脊髓损伤后caspase-3与bax表达的阳性细胞明显增加(P<0.05)。结论大剂量分割放疗可引起大鼠放射性脊髓损伤,且caspase-3与bax凋亡基因在脊髓损伤中呈过表达。     

活性氧在脊髓损伤中的作用及损伤机制

目的研究脊髓损伤(SCI)后脊髓组织中丙二醛(MDA)的动态水平变化和神经细胞凋亡及其凋亡相关因子表达的变化,探讨活性氧(ROS)在SCI后的作用及其分子机制。方法成年雄性大鼠132只,用改良的Allen法复制大鼠急性SCI模型,致大鼠脊髓(T10)中度挫伤,采用化学比色法测定不同时间段受损脊髓组织的MDA含量;免疫组织化学法分析受损脊髓组织区域凋亡相关因子Caspase-3、Bcl-2和Bax的表达变化;荧光原位缺口末端标记法(TUNEL)检测细胞凋亡。结果SCI后6h,脊髓组织中MDA含量明显增高并维持到损伤后5d,期间在6h和3d出现两次高峰,7d基本恢复正常;SCI后6h脊髓组织中凋亡细胞开始增多,3d达高峰,以后逐渐减少,各时间点与假手术组比较有显著性的差异;Bcl-2和Bax蛋白损伤后6h开始有较多的表达,以后快速增多,5d达高峰,然后逐渐回落。Caspase-3蛋白在损伤后6h开始增多,3d达高峰,以后逐渐减少。3种凋亡相关因子在各时间点与假手术组比较有显著性差异;甲基强的松龙(MPSS)治疗组与SCI组比较:MDA含量、凋亡细胞数、凋亡因子Caspase-3和Bax表达减少,Bcl-2表达增加,并且在部分时间点有显著性差异。结论在SCI后ROS可能通过促进Caspase-3表达和降低Bcl-2/Bax之间的比值诱导神经细胞凋亡,从而加重了SCI继发性损伤。     

大鼠脊髓半横断损伤后大脑皮质初级运动区caspase-3的表达

目的探讨大鼠脊髓半横断损伤（hSCI）后大脑皮质初级运动区（M1）神经细胞的凋亡情况。方法成年健康Wistar大鼠T8-9脊髓左侧半横断术后，用RT-PCR和免疫组织化学法检测各个时间点caspase-3mRNA的表达量以及阳性细胞的分布。结果手术组中左、右两侧M1区的caspase-3mRNA表达量与假手术组比较，在6h即显著上升，1d达到高峰，3d、7d、14d组下降，而在21d又略有上升；6h组M1区表达量右侧明显高于左侧。免疫组织化学显示阳性细胞主要集中在M1的多形细胞层、锥体层。结论大鼠脊髓半横断损伤后M1细胞凋亡在早期最为剧烈，不仅导致支配损伤侧的M1区细胞凋亡，同样也导致支配未损伤侧脊髓的M1区神经细胞凋亡。     

大鼠脊髓缺血再灌注损伤后caspase-12表达与细胞凋亡

目的:观察大鼠脊髓缺血再灌注损伤过程中细胞凋亡、caspase-12的表达变化规律,以探讨其分子机制。方法:采用自制压迫装置制备脊髓压迫缺血再灌注模型。运用形态学、分子生物学等方法,分别于缺血再灌注后3、7、11、23和47h,观察脊髓缺血再灌注损伤后,脊髓的病理变化和内质网的形态学改变、细胞凋亡及caspase-12的表达变化的规律。结果:脊髓缺血再灌注3h后,出现不同程度的细胞肿胀,神经元退行性变及内质网结构变化;随着再灌注时间的延长,神经元和神经胶质细胞凋亡数明显增加,并伴有caspase-12的表达增强;capspase-12表达与细胞凋亡的时空变化规律相一致。结论:在脊髓缺血再灌注过程中神经细胞凋亡是引起脊髓继发性损伤的主要病理因素,caspase-12可能参与了脊髓缺血再灌注损伤所导致的细胞凋亡。     

大鼠脊髓全横断损伤后脊髓caspase-3的表达变化

目的观察大鼠脊髓全横断(SCT)后横断端细胞凋亡及caspase-3 mRNA、蛋白的表达变化并探讨其意义。方法SD大鼠90只,手术组(SCT组)动物选择在T10节段全横断脊髓,假手术组除不横断外其余步骤相同。TUNEL法检测脊髓横断端凋亡情况,免疫组织化学、RT-PCR、Western blot技术检测不同时间点caspase-3 mRNA、蛋白表达变化。结果SCT后横断端脊髓灰质白质均检测到凋亡细胞,caspase-3在损伤周围组织呈阳性,RT-PCR、Western blot显示1d组基因及蛋白均明显上调,3d、7d、14d、21d组mRNA逐渐下降,且3d组依然高于假手术组;3d、7d、14d组蛋白逐渐下降而21d组又略有回升,且3d、21d组依然高于假手术组。结论SCT后凋亡主要在早期出现,随时间进展呈逐渐下降趋势。     

大鼠脊髓缺血再灌注损伤后神经细胞凋亡及Caspase-1、Caspase-3的表达

目的观察大鼠脊髓缺血再灌注损伤后神经细胞凋亡及Caspase-1、Caspase-3的表达。方法 48只成年健康Wistar大鼠,采用Naslund腹主动脉阻断法制作脊髓缺血再灌注损伤模型。随机分为空白对照组(n=6)、假手术组(n=6)和损伤组(n=36),观察脊髓缺血再灌注损伤后,脊髓的病理变化、细胞凋亡及Caspase-1、Caspase-3的表达变化的规律。结果观察脊髓缺血再灌注损伤后Caspase-1阳性细胞在损伤后12h表达明显,1d损伤区域及周边出现表达高峰。Caspase-3阳性细胞在损伤后12h表达明显,2d损伤区域及周边出现表达高峰。TUNEL阳性细胞也在脊髓损伤后12h表达明显,2d出现表达高峰。空白对照组、假手术组:Caspase-1、Caspase-3免疫组化少有表达,少见TUNEL阳性细胞。结论脊髓缺血再灌注损伤后存在神经细胞凋亡,Caspase-1、Caspase-3均参与损伤的调节。     

乙酰左旋肉碱对大鼠脊髓损伤的保护作用

目的:研究乙酰左旋肉碱(Acetyl-1-carnitine,ALC)对大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的保护作用,并探讨其作用机制。方法:成年雄性SD大鼠36只,体重200~250 g,随机分为三组:假手术组(Sham组)、脊髓损伤组(SCI组)、乙酰左旋肉碱组(ALC组)每组12只。Sham组只暴露脊髓,不打击;SCI组采用Allen's重物打击法制备脊髓损伤模型;ALC组在打击脊髓后15 min腹腔注射剂量为300 mg/kg的乙酰左旋肉碱。Sham组和SCI组均腹腔注射相同体积的生理盐水。24 h后取出各组大鼠脊髓组织进行检测。用分光光度法检测各组脊髓组织中丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性,用Western Blot检测凋亡蛋白caspase-3的表达量,用TUNEL法观测神经细胞的凋亡状况。结果:与Sham组相比,SCI组脊髓组织中MDA含量明显升高,SOD活性明显降低,凋亡蛋白caspase-3表达量明显增加,神经细胞的凋亡比例明显增加(P0.01);与SCI组相比,ALC组脊髓组织中MDA含量明显降低,SOD活性明显增加,凋亡蛋白caspase-3表达量明显降低,神经细胞的凋亡比例明显减少(P0.01)。结论:乙酰左旋肉碱可以减轻氧化损伤,抑制神经细胞凋亡,对脊髓损伤有保护作用。     

乐尔脉对脑缺血再灌注损伤后期大鼠海马神经细胞凋亡的作用

 目的： 探讨乐尔脉胶囊（LEM）对脑缺血再灌注损伤后期大鼠海马神经细胞凋亡的作用与机制。方法: 采用大鼠左侧大脑中动脉内栓线阻断法(MCAO)造成局灶性脑缺血再灌注模型。缺血2 h再灌注30 d后,应用原位末端标记法（TUNEL）检测海马神经细胞凋亡,免疫组化、RT-PCR 法检测海马神经细胞Fas、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白及 mRNA的表达,并进行阳性细胞计数及Mias图像程序分析结果。结果: 大鼠缺血再灌注30 d后,模型组缺血侧海马CA1、CA2区凋亡细胞显著高于假手术组(P<0.05), Fas、Bax、 caspase-3、caspase-9蛋白表达明显增加,fas、bax、caspase-3、caspase-9 mRNA的表达上调(P<0.05)。LEM2.00 g/kg、0.87 g/kg和氟桂利嗪可显著减少海马神经细胞凋亡数,降低Fas、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白表达,fas、bax、caspase-3、caspase-9 mRNA的表达下调,LEM 0.87 g/kg作用次于2.00 g/kg。LEM对bax mRNA有显著抑制作用。结论: LEM抑制海马神经细胞的凋亡,明显地减轻缺血再灌注后期大鼠海马神经细胞的损伤,其作用机制与调节细胞凋亡信号转导通路及相关蛋白有关。     

高压氧前处理脊髓损伤大鼠前角运动神经元的凋亡*☆

背景：脊髓损伤后难以修复,损伤后保护残存的神经元是促进神经再生的关键。 目的：验证高压氧预处理可以通过抑制早期的细胞凋亡来保护脊髓前角运动神经元。 方法：随机将26只雄性Wistar大鼠等分成模型组和实验组。实验组在给予高压氧5 d后与模型组同时制作脊髓T9~10全横断模型。 结果与结论：尼氏染色显示脊髓T9~T10全横断后8 h及1 d,脊髓前角的浓染的细胞多见,与模型组相比,实验组脊髓前角浓染的细胞较少。TUNEL染色也显示脊髓T9~T10全横断后脊髓损伤后8 h~1 d,2组大鼠脊髓前角内均可见大量的凋亡神经元,3 d时凋亡神经元数量减少。相比于模型组,高压氧预处理8 h,1 d后大鼠脊髓前角凋亡神经元较少(P < 0.05,        P < 0.01)。说明高压氧预处理能对脊髓损伤后前角运动神经元起保护作用。       

大鼠急性脊髓损伤后神经细胞凋亡及Fas和Cathepsin D的表达

目的探讨大鼠急性脊髓损伤后神经细胞凋亡及Fas、Cathepsin D的表达。方法 78只成年健康Sprague-Dawley(SD)大鼠,使用改良Allen氏法制作急性脊髓损伤模型,采用HE染色、原位末端脱氧核糖核酸转移酶介导DUTP标记法(TUNEL)对损伤脊髓组织进行标记;免疫组化方法测定Fas、Cathepsin D的表达变化。结果正常组、假手术组TUNEL、Fas、Cathepsin D阳性细胞较少见,损伤组TUNEL阳性细胞8 h明显增多,3 d达到高峰,7 d明显降低。Fas阳性表达的细胞也在8 h开始增高,3 d达到高峰,7 d下降。Cathepsin D阳性细胞数则在脊髓损伤后3 d明显增多,5 d达高峰,至观察时间点结束,未有明显衰减。结论 Fas、Cathepsin D均参与了脊髓继发性损伤的调节。     

GDNF及HSV-GDNF对体外培养大鼠脊髓运动神经元受损后凋亡的影响

目的　观察胶质细胞源性神经营养因子 (GDNF)及单纯疱疹病毒载体介导的 GDNF(HSV- GDNF)对体外培养的胎鼠脊髓运动神经元在划痕损伤后凋亡的影响。　方法　对培养 12 d神经元行划痕损伤 ,并将其分成 4组 (无血清对照组、血清组、HSV- GDNF组和 GDNF组 ) ,给予不同培养液 ,定期观察各组的运动神经元存活数。分别于划痕损伤第 4d和第 7d时对神经元作 TU NEL 染色 ,检测运动神经元凋亡数 ,并在图像分析仪上对凋亡神经元作平均光密度的色谱分析。　结果　各组内运动神经元存活数与培养时间成反比。从对照组、HSV- GDNF组到 GDNF组 ,运动神经元凋亡数和凋亡神经元的平均光密度均依次减少 ,但对照组和血清组、GDNF组和 HSV-GDNF组间的运动神经元凋亡数以及凋亡神经元平均光密度均无显著差异。　结论　 GDNF和 HSV- GDNF能挽救生长发育过程中受损的脊髓运动神经元的凋亡 ,对体外培养的受损脊髓运动神经元具有一定的保护作用。     

大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡及相关调控蛋白Caspase-3表达的时空分布

目的 观察大鼠脊髓损伤（SCI）后神经元细胞凋亡和相关调控蛋白Caspase-3表达的时间、空间分布规律。方法 SD大鼠50只,分为假手术组和SCI组,钳夹法建立SCI模型,用结晶紫（CV）染色法、TUNEL法和免疫组织化学方法观察SCI后6h、12h、24h、3d和7d损伤中心到头端0～5.00mm空间范围内脊髓神经细胞存活、凋亡以及相关调控蛋白Caspase-3的表达状况。 结果 CV染色发现,SCI后6h～7d在0～0.50mm空间范围内均未发现存活的神经细胞,在1.00～3.50mm距离内,存活的神经细胞数逐渐增加,4.00mm处达峰值;TUNEL结果发现,SCI后6h～7d在1.05～4.55mm范围内,神经细胞出现凋亡,3d时在2.55mm处,细胞凋亡达高峰,7d时显著减少;免疫组织化学结果发现,SCI后6h～7d在1.10～4.60mm范围内,神经元细胞出现Caspase-3阳性表达,3d在3.10mm处Caspase-3表达达到高峰,7d显著减少。 结论 SCI后,凋亡的神经细胞及其相关调控蛋白Caspase-3的表达有一定的时空分布规律。     

Peroxynitrite generated in the rat spinal cord induces apoptotic cell death and activates caspase-3

We previously demonstrated that the peroxynitrite concentration increases after impact spinal cord injury. This study tests whether spinal cord injury-elevated peroxynitrite induces apoptotic cell death. Peroxynitrite was generated at the concentration and duration produced by spinal cord injury by administering S-morpholinosydnonimine through a microdialysis fiber into the gray matter of the rat spinal cord. Fragmented DNA was visualized by terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-biotin nick end-labeling. Transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-biotin nick end-labeling-positive neurons were quantitated by counting the transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-biotin nick end-labeling and neuron-specific enolase double-stained neurons along the fiber track in the sections removed at 6, 12, 24 and 48 h post-peroxynitrite exposure. Peroxynitrite significantly increased transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-biotin nick end-labeling-positive neurons at all time points examined (P< or =0.001) compared with artificial cerebrospinal fluid controls (Two-way analysis of variance followed by Tukey test), peaking at 24 h post-exposure. Electron microscopic observation of characteristic features of apoptosis confirmed peroxynitrite-induced neuronal apoptosis. Total transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-biotin nick end-labeling-positive cells were counted in areas near and 0.2 mm away from the fiber track. The counts both peaked at 24 h with no significant difference between the two areas. However, at 6 and 12 h post-exposure the counts were significantly higher near than away from the fiber track (P=0.03 and P=0.007 respectively, paired t test). Immunohistochemical staining indicates caspase-3 was activated by peroxynitrite; this activation peaked at 6 h post-exposure, suggesting that activation of caspase-3 might be an early event in the apoptotic cell death cascade. We conclude that 1) peroxynitrite generated in the cord at the level produced by spinal cord injury induces neuronal apoptosis, indicating a role for peroxynitrite in secondary spinal cord injury; 2) caspase activation might be involved in peroxynitrite-induced neuronal apoptosis; 3) therefore removal of peroxynitrite should reduce secondary cell death after spinal cord injury.     

原代培养大鼠脊髓神经元损伤前后Fos、TH及PNMT表达变化的研究

为了探讨多巴胺及肾上腺素在神经元损伤和修复过程中的作用,我们通过锐器切割原代培养的纯化大鼠胚胎脊髓神经元,模拟脊髓全横断后脊髓神经元损伤状态,观察了损伤前后Fos蛋白与儿茶酚胺类神经递质合成酶的表达变化。分离、培养、纯化孕14d的Wistar大鼠脊髓神经元,10d后在直视下进行脊髓神经元的锐器切割损伤。用免疫组化及Western blot技术研究损伤前后神经元内Fos蛋白与酪氨酸羟化酶(TH)、苯乙醇胺氮位甲基移位酶(PNMT)的共定位情况及表达水平变化。结果发现:脊髓神经元损伤10min后Fos蛋白开始表达,2h后Fos阳性达到最高并同时表达TH及PNMT;Western blot结果也证实损伤后Fos、TH和PNMT表达均较损伤前上调。上述结果提示,神经元经损伤后激活的即刻早期基因c-fos,可作为信号分子活化受损神经元内儿茶酚胺类神经递质(TH和PNMT),多个分子共同作用可能参与了神经元的损伤和修复过程,其生物学意义有待进一步探讨。     

急性马尾神经压迫后脊髓前角运动神经元细胞凋亡相关蛋白的表达规律

BACKGROUND: Cauda equina syndrome often induces skin hypoesthesia in the perineal area, poor urine-stool control, and impairs male function. After peripheral nerve fiber injury, apoptosis of neurons appeared. This is associated with the nature of the injury, the types of neurons, the species of animals, the age, and the distance between neurons. OBJECTIVE: To explore the motor neuron apoptosis and expression of apoptosis-associated protein in the anterior horn of the spinal cord after acute cauda equina compression.  METHODS: A total of 27 canines were randomly divided into three groups. In the compression and control groups, models of cauda equina compression were established. In the normal group, no models were established. Compression group received water sac compression for 4, 8, 12, 24, 48, 72 and 168 hours, with three models in each group. In the control group, only water sac was implanted, but water was not injected. Terminal deoxynucleotidyl transferase TdT-mediated biotin dUTP nick end-labeling assay was used to detect the apoptosis of neurons in the anterior horn of the spinal cord. Bcl-2, Bax and Caspase-3 protein expressions were measured by immunohistochemical staining (strept avidin-biotin complex). Gray values of positive cells of Bax, Bcl-2 and Caspase-3 protein expressions were detected using Qwin550Cw image collection and analysis system. RESULTS AND CONCLUSION: The apoptosis of motor neuron occurred in the compression groups. At 12 hours of compression, positive cells were detected, and the number of positive cells reached a peak at 72 hours. Bax and Bcl-2 protein expression was small in the normal group. Caspase-3 protein expression was not detected in the normal and control groups. Bax and Bcl-2 protein expression was significantly increased at 8 hours, peaked at 72 hours and reduced to a normal level at 168 hours. The increased range of Bax protein expression was bigger than that of Bcl-2. Caspase-3 protein began to express at 12 hours, peaked at 72 hours and reduced to a low level at 168 hours. Bax and Caspase-3 protein expression peaked at 72 hours, and Bcl-2 protein expression was not obviously increased. These findings verified that after acute cauda equina compression, the apoptosis of neurons occurred in the anterior horn of the spinal cord. Bax and Bcl-2 protein expression showed an antagonistic action. In the Bax/Bcl-2 complex, Bax protein in a high expression promoted apoptosis, induced Caspase-3 protein expression, and neuronal apoptosis.