异氟烷预处理对偏头痛大鼠行为学症状及三叉神经节相关蛋白表达的影响

目的探讨异氟烷(ISO)对硝酸甘油所致偏头痛大鼠行为学症状及三叉神经节内相关蛋白表达的影响。方法采用随机数字表法将SD大鼠分为对照组(S组)、模型组(M组)、ISO预处理组(包括低剂量和高剂量组,即L组和H组),每组10只,并采用皮下注射硝酸甘油法制备偏头痛模型。L组和H组于造模前30 min分别给予1%和2%ISO吸入麻醉30 min。观察并比较各组大鼠造模后耳红出现和消失的时间及每30 min时间(T_(1-7))段内的挠头、爬笼次数。采用Western blot测定三叉神经节内白介素-1β(IL-1β)、环氧合酶-2(COX2)、降钙素基因相关肽(CGRP)及核转录因子-κB p65(NF-κB p65)的蛋白表达水平。结果与S组相比,M组和ISO预处理组大鼠造模后均出现双耳发红及挠头、爬笼次数均增多等现象,三叉神经节内IL-1β、COX-2、CGRP及胞核NF-κB p65蛋白表达水平明显升高,胞浆NF-κB p65蛋白表达水平明显降低(P 0. 05);与M组相比,ISO预处理组大鼠耳红消失的时间明显缩短,T_(2-7)时挠头次数均明显减少,T_(2-6)时爬笼次数均明显减少,三叉神经节内IL-1β、COX-2、CGRP及胞核NF-κB p65蛋白表达水平明显降低,胞浆NF-κB p65蛋白表达水平明显升高(P 0. 05),且H组较L组更明显(除胞浆NF-κB p65蛋白外)。结论异氟烷能改善偏头痛大鼠的行为学症状,其机制可能与下调三叉神经节内IL-1β、COX-2、CGRP蛋白的表达水平及抑制NF-κB的激活有关。     

下调PAR-1对脑出血模型大鼠的干预效果及作用机制

目的 探讨下调蛋白酶激活受体-1(Proteinase activated receptor-1,PAR-1)对脑出血模型大鼠的干预效果及相关作用机制。 方法 选取40只健康清洁级雄性大鼠,建立脑出血模型,分为假手术组10只,模型组、对照(pcDNA3-PARls)组、下调PAR-1(PcDNA3-PARlas)组各9只,表达载体构建,评估神经功能评分,检测脑水肿体积、脑组织含水量,脑组织HE染色,检测丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性、炎症因子及PAR-1相对表达水平。结果 模型组、对照组、下调PAR-1组神经功能评分、脑组织含水量、MDA水平,MMP-9,TNF-α,IL-1β,PAR-1相对表达水平高于假手术组,SOD活性低于假手术组(P<0.05); 对照组神经功能评分、脑水肿体积、脑组织含水量、MDA水平,MMP-9,TNF-α,IL-1β,PAR-1相对表达水平高于模型组,SOD活性低于模型组(P<0.05); 下调PAR-1组神经功能评分、脑水肿体积、脑组织含水量、MDA水平,MMP-9,TNF-α,IL-1β,PAR-1相对表达水平低于模型组和对照组,SOD活性高于模型组和对照组(P<0.05)。结论 下调PAR-1对脑出血模型大鼠干预效果显著,能减轻大鼠脑水肿,可能通过下调PAR-1表达来降低MMP-9,TNF-α,IL-1β水平和调控氧自由基代谢,从而对脑出血后的脑组织起到一定的保护作用。     

芍药苷对蛛网膜下腔出血早期脑损伤大鼠NLRP3炎性小体表达的影响

目的 探究芍药苷(Paeoniflorin,PAE)对蛛网膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage,SAH)早期脑损伤大鼠NLR家族Pyrin域蛋白3(NLR family Pyrin domain containing 3,NLRP3)炎性小体表达的影响。方法 将60只大鼠随机分为假手术(Sham)组、模型(SAH)组、芍药苷低剂量(PAE-L)组、芍药苷高剂量(PAE-H)组; Sham组不刺破血管,其余各组采用血管内穿孔法构建SAH大鼠模型; PAE-L组、PAE-H组腹腔注射对应剂量的芍药苷(10、20 mg/kg),Sham组、SAH组腹腔注射等量0.9%氯化钠溶液,2次/d,共3 d; 采用Garcia评分法评估大鼠神经功能; SAH评分法评估蛛网膜下腔出血情况; 脑组织含水量测定评估脑水肿; 伊文思蓝(Evans blue,EB)染色评估血脑屏障通透性; 苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色观察大鼠脑组织病理损伤; TdT介导的dUTP末端标记法(TdT-mediated dUTP nick-end labeling,TUNEL)染色检测神经元凋亡; 免疫荧光染色检测NLRP3、离子钙结合衔接分子-1(Ionized calcium binding adapter molecule-1,Iba-1)和髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)表达水平; 免疫组化染色检测NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(Apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)、半胱氨酸天冬氨酸酶-1(Cysteinyl aspartate-specific proteinase,Caspase-1)表达水平; Western Blot检测B细胞淋巴瘤-2(B cell lymphoma-2,Bcl-2)、Bcl-2相关X的蛋白质(Bcl-2-Associated X protein,Bax)、Caspase-3,NLRP3,ASC,Caspase-1、白介素-1β(Interleukin-1 β,IL-1β)、IL-18、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、Iba-1和MPO表达水平。采用氧化血红蛋白(Oxygenated hemoglobin,OxyHb)构建原代皮层神经元体外SAH模型,并将其分为对照(Control)组、模型(OxyHb)组、芍药苷低剂量(PAE-L)组和芍药苷高剂量(PAE-H)组; Control组正常培养,OxyHb组、PAE-L组、PAE-H组神经元在含20 uM OxyHb的神经元培养基中培养,PAE-L组、PAE-H组分别加入对应剂量的芍药苷(10、20 uM); 各组神经元孵育48 h; 采用细胞计数试剂盒8(Cell counting kit 8,CCK8)法和TUNEL染色检测神经元活性及凋亡; Western Blot检测Bcl-2,Bax,Caspase-3的表达水平。结果 动物模型显示,Sham组大鼠脑组织未见积血,脑组织细胞结构清晰可辨; 与Sham组比较,SAH组脑组织可见大量积血,脑组织细胞排列松散,Garcia评分降低(P<0.05),SAH评分、脑含水量、EB渗出量升高(P<0.05),神经元TUNEL阳性细胞数增加(P<0.05),Bcl-2表达水平降低,Bax,Caspase 3,NLRP3,ASC,Caspase-1,IL-1β,IL-18,TNF-α表达水平升高(P<0.05),Iba-1和MPO阳性细胞数增加(P<0.05); 与SAH组比较,PAE-L组、PAE-H组脑组织积血减少,脑组织细胞状态趋于正常,Garcia评分升高(P<0.05),SAH评分、脑含水量、EB渗出量降低(P<0.05),神经元TUNEL阳性细胞数减少(P<0.05),Bcl-2表达水平升高,Bax,Caspase 3,NLRP3,ASC,Caspase-1,IL-1β,IL-18,TNF-α表达水平降低(P<0.05),Iba-1和MPO阳性细胞数减少(P<0.05)。细胞模型显示,Control组神经元形态正常; 与Control组比较,OxyHb组神经元肿胀,突触丧失,神经元活性降低,凋亡率增高(P<0.05),Bcl-2表达水平降低,Bax,Caspase 3表达水平升高(P<0.05); 与OxyHb组比较,PAE-L组、PAE-H组细胞损伤减轻,神经元活性升高,凋亡率降低(P<0.05),Bcl-2表达水平升高,Bax,Caspase 3表达水平降低(P<0.05)。结论 芍药苷能够减轻SAH后大鼠脑水肿、细胞凋亡和神经损伤,其机制可能为通过抑制NLRP3炎性小体的激活,并抑制小胶质细胞和中性粒细胞浸润,改善SAH后早期脑损伤。     

长链非编码RNATUG1调控miR-137参与局灶性脑缺血大鼠神经损伤的作用机制

目的 探讨长链非编码RNA牛磺酸上调基因1(Long non-coding RNA taurine upregulation gene 1,LncRNA TUG1)调控微小RNA(MicroRNA,miR)-137参与局灶性脑缺血大鼠神经损伤的作用机制。方法 将大鼠分为假手术组、模型组、过表达LncRNA TUG1组、敲低LncRNA TUG1组、空质粒(NC)组; Longa法评估大鼠神经功能; 大鼠脑组织称重,计算脑组织含水量; 脑组织2,3,5-三苯基氯化四氮唑(2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride,TTC)染色观察脑梗死情况; 脑组织尼氏染色观察海马CA1区神经细胞受损情况; 比色法检测脑组织中半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Cysteing aspartate-spe-cific protease,Caspase)-3和Caspase-9活性; 实时定量聚合酶链反应(Real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测脑组织中LncRNA TUG1和miR-137的表达水平; 双荧光素酶法检测TUG1和miR-137靶向关系; 蛋白质免疫印迹(Western blot,WB)检测脑组织中丝裂原活化蛋白激酶激活蛋白激酶2(Mitogen-activated protein kinase activated protein kinase 2,MK2)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)的表达水平。结果 与假手术组比较,模型组、NC组神经功能损伤评分、脑梗死占比、Caspase-3和Caspase-9活性、LncRNA TUG1以及MK2,TNF-α,IL-6表达水平均显著升高,miR-137表达水平显著降低(P<0.05); 与模型组比较,过表达LncRNA TUG1组神经功能损伤评分、脑梗死占比、Caspase-3和Caspase-9活性、LncRNA TUG1以及MK2,TNF-α,IL-6表达水平均显著升高,miR-137表达水平显著降低(P<0.05),敲低LncRNA TUG1组神经功能损伤评分、脑梗死占比、Caspase-3和Caspase-9活性、LncRNA TUG1以及MK2,TNF-α,IL-6表达水平均显著降低,miR-137表达水平显著升高(P<0.05)。结论 LncRNA TUG1通过抑制miR-137表达来调控MK2介导的炎症反应,从而促进局灶性脑缺血大鼠神经损伤。     

瑞香素通过抑制TXNIP/NLRP3信号通路来减轻OGD/R诱导的海马神经元炎症反应和凋亡

目的 探讨瑞香素通过抑制硫氧还蛋白结合蛋白(Thioredoxin-interacting protein,TXNIP)/核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(Nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)信号通路来对氧糖剥夺/复氧(Oxygen-glucose deprivation/Reoxygenation,OOGD/R)诱导的海马神经元炎症反应和凋亡的影响。方法 对体外培养的小鼠海马神经元HT-22做OGD/R处理诱导建立细胞损伤模型,采用细胞计数试剂盒-8(Cell counting Kit-8,CCK-8)实验检测0、5、10、20、40、80 μmol/L的瑞香素对其细胞活力的影响,筛选出最佳作用水平; 将体外培养的HT-22细胞随机分为对照组、模型组、瑞香素(40 μmol/L)组、TXNIP空载(转染TXNIP空载质粒)组、TXNIP过表达(转染TXNIP过表达质粒)组、瑞香素(40 μmol/L)+TXNIP过表达组,以瑞香素和质粒提前处理12 h后进行OGD/R诱导建立细胞损伤模型; 采用二苯甲亚胺、三氯化氢2'-(4-羟基苯基)-5-(4-甲基-1-哌嗪基)-2,5'-二-1H-苯并咪唑(2'-(4-Hydroxyphenyl)-5-(4-methyl-1-piperazinyl)-2,5'-bi-1H-benzimidazole,trihydrochloride,Hoechst)33258染色及流式细胞实验检测各组HT-22细胞凋亡情况; 采用试剂盒检测各组HT-22细胞线粒体膜电位; 应用酶标仪测量各组HT-22细胞肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(Interleukin,IL)-6、IL-1β、IL-18、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)及乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)释放水平; 采用免疫印迹实验检测各组HT-22细胞TXNIP/NLRP3通路蛋白表达水平。结果 选择40μmol/L瑞香素处理OGD/R诱导HT-22细胞进行后续实验; 与对照组比较,模型组HT-22细胞凋亡率、细胞TNF-α,IL-6,IL-1β,IL-18及ROS水平、细胞LDH释放水平、细胞TXNIP,NLRP3及天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶1(Cysteine-containing aspartate-specific proteases-1,Caspase-1)蛋白表达水平明显升高(P<0.05),线粒体膜电位、细胞SOD及CAT水平明显降低(P<0.05)。分别与模型组、瑞香素+TXNIP过表达组比较,瑞香素组HT-22细胞凋亡率、细胞TNF-α,IL-6,IL-1β,IL-18及ROS水平、细胞LDH释放水平、细胞TXNIP,NLRP3及Caspase-1蛋白表达水平均降低(P<0.05),线粒体膜电位、细胞SOD及CAT水平均升高(P<0.05); TXNIP过表达组HT-22细胞凋亡率、细胞TNF-α,IL-6,IL-1β,IL-18及ROS水平、细胞LDH释放水平、细胞TXNIP,NLRP3及Caspase-1蛋白表达水平均升高(P<0.05),线粒体膜电位、细胞SOD及CAT水平均降低(P<0.05); TXNIP空载组HT-22细胞各指标水平均无明显变化(P>0.05)。结论 瑞香素可通过抑制TXNIP/NLRP3信号通路来降低OGD/R诱导的ROS和炎性因子过量表达,抑制炎症和氧化应激反应,缓解海马神经元线粒体损伤,减轻神经元凋亡。     

GDF-15沉默对脑梗死大鼠模型脑内神经元凋亡的影响及机制研究

目的 探讨生长分化因子-15(Growth differentiation factor-15,GDF-15)沉默对脑梗死大鼠模型脑内神经元凋亡的影响及作用机制。方法 取40只大鼠分为脑梗死组、假手术组、沉默组、空载组,每组10只; 脑梗死组采用颈内动脉线栓法制备脑梗死大鼠模型,沉默组、空载组在建模后立即经尾静脉注射携带GDF-15反义寡核苷酸的GDF-15质粒、空载体质粒,假手术组大鼠暴露颈内动脉、颈外动脉后不插线阻断血流,直接缝合皮肤; 评估大鼠造模3、7 d后的神经功能,流式细胞术检测脑皮质神经元凋亡情况,HE染色法观察各组大鼠脑组织病理改变,采用逆转录-聚合酶链反应(Real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)测定脑组织中GDF-15,母亲抗十肽同系物2(Mothers against decapentaplegic homolog 2,Smad2),Smad4、p21 mRNA相对表达水平,采用Western blot法测定GDF-15,Smad2,Smad4,p21蛋白水平。结果 与假手术组比较,脑梗死组、沉默组、空载组造模3、7 d后神经功能评分均升高(P<0.05); 与脑梗死组、空载组比较,沉默组造模7 d后神经功能评分降低(P<0.05); 与造模3 d后比较,脑梗死组、沉默组、空载组造模7 d后的神经功能评分均下降(P<0.05)。HE染色发现,与假手术组比较,脑梗死组出现神经元变性、坏死、脱失,脑组织稀疏、胶质细胞大量增生等; 与脑梗死组比较,沉默组造模7 d后的神经元坏死程度较低,且细胞间质水肿与胶质细胞增生程度较轻微; 空载组神经元病理形态变化与脑梗死组相似。沉默组大鼠神经元凋亡率低于脑梗死组,但高于假手术组(P<0.05)。与脑梗死组、空载组比较,沉默组大鼠脑组织内GDF-15,Smad2,Smad4 mRNA和蛋白相对表达水平更低,p21 mRNA和蛋白相对表达水平更高(P<0.05)。结论 GDF-15沉默可抑制脑梗死大鼠模型脑内神经元凋亡,保护神经功能,作用机制可能与Smad通路及p21有关。     

不同严重程度阿尔茨海默病患者血清miR-128,miR-223表达水平变化与炎症反应及认知功能的相关性分析

目的 探讨不同严重程度阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者血清微小RNA(MicroRNA,miR)-128,miR-223表达水平变化与炎症反应及认知功能的相关性。方法 选择2018年6月-2020年1月本院收治的200例AD患者(AD组),根据临床痴呆评定量表(Clinical dementia rating scale,CDR)评分将AD患者分为轻度组(CDR评分1分,66例)、中度组(CDR评分2分,83例)、重度组(CDR评分3,51例)3个亚组,另选择207例体检健康志愿者为对照组; 采用简易智能精神状态检查量表(Mini-mental state examination,MMSE)评估AD患者认知功能; 检测所有受试者血清miR-128,miR-223表达水平; 检测AD患者血清白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白介素-1β(Interleukin-1,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-,TNF-α)、C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平; 分析血清miR-128,miR-223表达水平与TNF-α,IL-1β,IL-6,CRP水平、MMSE总分的相关性。结果 AD组血清miR-128表达水平高于对照组(P<0.05),miR-223表达水平低于对照组(P<0.05)。重度组血清miR-128表达水平、TNF-α,IL-1β,IL-6,CRP水平高于中度和轻度组(P<0.05),且中度组高于轻度组(P<0.05); 重度组血清miR-223表达水平、MMSE总分低于中度和轻度组(P<0.05),且中度组低于轻度组(P<0.05)。miR-128表达水平与TNF-α,IL-1β,IL-6,CRP呈正相关(r≥0.496,P<0.05),与MMSE总分呈负相关(r =-0.571,P<0.05); miR-223表达水平与TNF-α,IL-1β,IL-6,CRP呈负相关(r ≤-0.572,P<0.05),与MMSE总分呈正相关(r=0.531,P<0.05)。结论 AD患者血清miR-128表达水平上调,miR-223表达水平下调,两者异常变化可能诱导炎症反应,进而参与AD患者认知功能损伤过程。     

头痛宁胶囊对偏头痛大鼠BDNF/TrkB信号通路表达的影响

目的观察头痛宁胶囊对偏头痛大鼠模型中脑源性神经营养因子(BDNF)及其信号通路上酪氨酸激酶(TrkB)受体、下游信号分子细胞外调节蛋白激酶(ERK)、磷酸化cAMP反应结合蛋白(p-CREB)表达的影响。方法将60只SD大鼠随机分为正常对照组、模型组、头痛宁干预组,依照Tassorelli法建立硝酸甘油实验性偏头痛SD大鼠模型,观察各组大鼠的行为学变化,第五次建模后用ELISA法检测血清BDNF水平及免疫组化法检测三叉神经组织中BDNF、TrkB受体、下游信号分子ERK和p-CREB的蛋白表达变化及其定位。结果行为学观察结果显示:模型组及干预组大鼠造模后出现挠头增多、双耳发红、爬笼活动频繁,但干预组大鼠的持续时间及挠头爬笼次数较模型组减少,差异具有统计学意义(P<0.05);对照组未出现上述行为学改变。ELISA结果显示:模型组大鼠发作期及间歇期血清BDNF水平高于干预组发作期及间歇期和对照组(P<0.05),无性别差异(P>0.05)。免疫组化结果显示:模型组大鼠发作期三叉神经节细胞内BDNF、TrkB、p-ERK、p-CREB的蛋白水平高于干预组发作期及间歇期和对照组(P<0.05),无性别差异(P>0.05)。结论头痛宁胶囊可能通过下调BDNF、TrkB、p-ERK、p-CREB蛋白的表达水平来达到防治偏头痛的作用。     

急性脑梗死患者外周血微小RNA的表达水平变化及其与炎性因子水平的相关性研究

目的 探讨急性脑梗死患者外周血微小RNA(MicroRNA,miRNA)的表达水平变化及其与炎性因子水平的相关性。方法 选择本院2020年3月-2021年6月纳入的急性脑梗死患者65例作为研究组,另选择同一时间纳入的44例体检健康者作为对照组,收集并整理2组一般资料,并测定其外周血miRNA相对表达水平,分析其与炎性因子水平的相关性。结果 研究组miRNA-424,miRNA-124相对表达水平低于对照组,但miRNA-153,miRNA-128b相对表达水平高出对照组(P<0.05)。轻度组miRNA-424,miRNA-124相对表达水平高出中等、严重组,但miRNA-153,miRNA-128b相对表达水平低于中等、严重组(P<0.05)。大梗死灶组miRNA-424,miRNA-124相对表达水平低于中、小梗死灶组,但miRNA-153,miRNA-128b相对表达水平高出中、小梗死灶组(P<0.05)。研究组白介素-8(Interleukin-8,IL-8)、C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)水平均高出对照组(P<0.05); 轻度组IL-8,CRP,TNF-α,IL-6水平均低于中等、严重组(P<0.05); 大梗死灶组IL-8,CRP,TNF-α,IL-6水平均高出中、小梗死灶组(P<0.05)。miRNA-424,miRNA-124相对表达水平与炎性因子水平呈负相关(r≤-0.592,P<0.05),但miRNA-153,miRNA-128b相对表达水平与炎性因子水平呈正相关(r≥0.368,P<0.05)。结论 急性脑梗死患者的miRNA水平与炎性因子水平存在密切关系,可对疾病严重程度进行判断,成为预测疾病预后的重要指标。     

脑梗死患者血清miR-497,TNF-α表达水平变化及其临床意义

目的 探讨急性脑梗死(Acute cerebral infarction,ACI)患者血清微小RNA-497(MicroRNA-497,miR-497)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表达水平变化及其临床意义。方法 选取2016年1月-2019年11月本院收治的96例ACI患者,称ACI组,并选取本院同期98例体检健康者,称对照组; 采用实时荧光定量PCR(Real-time fluorescent quantitative PCR,qRT-PCR)法检测所有研究对象血清miR-497表达水平; 采用酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测所有研究对象血清肿瘤坏死因子-α水平; 评估ACI患者神经功能缺损程度、计算脑梗死体积,比较不同神经功能缺损程度/脑梗死体积的ACI患者血清miR-497、TNF-α水平; Pearson法分析ACI患者血清miR-497、TNF-α水平与神经功能缺损程度评分(National institutes of health stroke scale,NIHSS)、脑梗死体积的关系; 采用受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC)评价血清miR-497、TNF-α对ACI的诊断价值。结果 ACI组血清miR-497、TNF-α水平均明显高于对照组(P<0.05); ACI患者血清miR-497、TNF-α水平随神经功能缺损程度加重、脑梗死体积增加均呈递增趋势(P均<0.05); ACI患者血清miR-497、TNF-α水平与脑梗死体积、NIHSS评分均呈正相关(r=0.423,0.514,0.542,0.399,P均<0.05); 血清miR-497、TNF-α对ACI诊断的曲线下面积(Area under curve,AUC)为0.848、0.806,截断值分别为1.29、1.27,相应灵敏度分别为82.3%、81.3%,特异度分别为76.5%、77.6%; 两者联合诊断ACI的AUC为0.907,其灵敏度、特异度分别为81.3%、90.8%。结论 miR-497、TNF-α在ACI患者血清中表达均上调,且与神经功能缺损程度、脑梗死体积有关,均可能在ACI进展中起一定作用,两者联合可有效提高ACI的诊断效能,有助于诊断、评估ACI患者的病情。     

Downregulation of Neuregulin 1-ErbB4 Signaling in Parvalbumin Interneurons in the Rat Brain May Contribute to the Antidepressant Properties of Ketamine

Increasing evidence underscores the strong, rapid, and sustained antidepressant properties of ketamine with a good tolerability profile in patients with depression; however, the underlying mechanisms are not fully elucidated. Neuregulin 1 (NRG1) is a bipolar disorder susceptibility gene and a biomarker of major depressive disorder, which regulates pyramidal neuron activity via ErbB4 in parvalbumin interneurons. Moreover, NRG1-ErbB4 signaling is reported to play a key role in the modulation of synaptic plasticity through regulating the neurotransmission. We therefore hypothesized that hypofunction of NRG1-ErbB4 signaling in parvalbumin interneurons is involved in the process of ketamine exerting rapid antidepressant actions in rats subjected to the forced swimming test (FST). The results showed that ketamine reduced the immobility time and latency to feed of rats receiving the FST, downregulated the levels of NRG1, phosphorylated ErbB4 (p-ErbB4), parvalbumin, 67-kDA isoform of glutamic acid decarboxylase (GAD67), gamma-aminobutyric acid (GABA), and upregulated the levels of glutamate in the rat prefrontal cortex and hippocampus. Pretreatment with NRG1 abolished both ketamine’s antidepressant effects and ketamine-induced reduction in p-ErbB4, parvalbumin, GAD67, and GABA levels and increase in glutamate levels. These results suggest that the downregulation of NRG1-ErbB4 signaling in parvalbumin interneurons in the rat brain may be a mechanism underlying ketamine’s antidepressant properties.     

Neuregulin1 alpha activates migration of neuronal progenitors expressing ErbB4

Deficits in neuronal migration during development in the central nervous system may contribute to psychiatric diseases. The ligand neuregulin1 (NRG1) and its receptor ErbB4 are genes conferring susceptibility to schizophrenia, playing a key role in the control of neuronal migration both during development and adulthood.Several NRG1 and ErbB4 isoforms were identified, which deeply differ in their characteristics. Here we focused on the four ErbB4 isoforms and the two NRG1 isoforms differing in their EGF-like domain, namely α and β. We hypothesized that these isoforms, which are differently regulated in schizophrenic patients, could play different roles in neuronal migration. Our hypothesis was strengthened by the observation that both NRG1α and NRG1β and the four ErbB4 isoforms are expressed in the medial and lateral ganglionic eminences and in the cortex during development in rat. We analysed in vitro the signal transduction pathways activated by the different ErbB4 isoforms following the treatment with soluble recombinant NRG1α or NRG1β and the ability to stimulate migration.Our data show that two ErbB4 isoforms, namely JMa-cyt2 and JMb-cyt1, following NRG1α and NRG1β treatment, strongly activate AKT phosphorylation, conferring high migratory activity to neuronal progenitors, thus demonstrating that both NRG1α and NRG1β can play a role in neuronal migration.     

凝血酶诱发的脑积水中TNF-α与IL-1β对水孔蛋白-1与水孔蛋白-4表达水平的影响

目的 探讨蛛网膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage,SAH)中凝血酶(Thrombin,TH)诱导脑积水形成时肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)在脑积水病理发展过程中对水孔蛋白1(Aquaporin 1,AQP1)和水孔蛋白4(Aquaporin 4,AQP4)表达水平的调控作用。方法 选用健康雄性远交群(Sprague Dawley,SD)大鼠40只,随机分成4组(n=10):假手术组、凝血酶(Thrombin,TH)组、TH/TNF-α抑制剂组、TH/IL-1β抑制剂组; 假手术组大鼠枕大池注入0.3 mL生理盐水; TH组大鼠枕大池注入0.3 mL(10 U/mL)凝血酶; TH/TNF-α抑制剂组大鼠枕大池注入0.3 mL(10 U/mL)凝血酶+(0.25 μM)TNF-α抑制剂Simponi,TH/IL-1β抑制剂组大鼠枕大池注入0.3 mL(10 U/mL)凝血酶+(0.25 μM)TH/IL-1β抑制剂GIBH-130; 每组大鼠至少5只以上,按照缺失补足以保证充足的样本量; 建模后的第1、3 d对大鼠行神经功能评分; 第3 d将大鼠处死,计算相对侧脑室面积,免疫组织化学染色评价大鼠TNF-α,IL-1β,AQP1及AQP4的阳性表达水平。结果(1)第3 d假手术组、TH组、TH/TNF-α抑制剂组、TH/IL-1β抑制剂组大鼠侧脑室面积分别为(3.58±0.40)、(6.09±0.82)、(5.06±0.53)、(5.25±0.68)%; 与假手术组比较,TH组、TH/TNF-α抑制剂组、TH/ IL-1β抑制剂组相对侧脑室面积增大(P<0.01); 与TH组比较,TNF-α抑制剂组与IL-1β抑制剂组相对侧脑室面积减少(P<0.01);(2)免疫组织化学染色检测:1)大鼠TNF-α与IL-1β的免疫阳性表达主要分布于胞浆内,TNF-α主要位于侧脑室周围组织的星形胶质细胞及神经元,IL-1β主要位于侧脑室周围组织的小胶质细胞及星形细胞; 与假手术组比较,TH组、TH/TNF-α抑制剂组、TH/IL-1β抑制剂组TNF-α与IL-1β的阳性表达增加(P<0.01); 与TH组比较,TH/TNF-α抑制剂及TH/IL-1β抑制剂组TNF-α与IL-1β的阳性表达减少(P<0.01); 2)AQP1与AQP4的免疫阳性表达主要分布于胞膜,其中AQP1主要位于脉络丛上皮细胞,AQP4主要位于侧脑室周围组织的室管膜细胞; 与假手术组比较,TH组、TH/TNF-α抑制剂组及TH/IL-1β抑制剂组AQP1,AQP4的阳性表达增加(P<0.01); 与TH组比较,TH/TNF-α抑制剂及TH/IL-1β抑制剂组AQP1,AQP4的阳性表达减少(P<0.01)。结论(1)在TH诱发的SAH脑积水病理发展中TH可诱导TNF-α、IL-1β表达水平上调,从而增加AQP1的表达,促进脉络丛分泌脑脊液; AQP4表达水平升高可能为脑积水后的代偿反应;(2)通过抑制TNF-α,IL-1β表达可以下调AQP1,并引起继发性的AQP4的表达减少,改善大鼠神经功能缺损症状; TNF-α,IL-1β可作为临床治疗脑积水的重要靶点。     

卒中后抑郁与炎症因子的关系研究

目的分析卒中后抑郁(post-stroke depression,PSD)大鼠血清IL-17A水平、海马IL-1β、TNF-α mRNA表达的变化,探讨PSD的病理生理机制。方法将30只成年的无特定病原体级SD雄性大鼠随机分为假手术组、卒中组、PSD组,对各组大鼠进行基线行为学评估,其中卒中组和PSD组大鼠行大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)缺血再灌注处理,1周后对PSD组大鼠行慢性轻度刺激(chronic unpredictable mild stress,CUMS),每天给予1~2种刺激,连续4周,CUMS刺激4周后对各组大鼠进行行为学评估。评估结束后采用尼氏染色观察各组大鼠海马区神经元形态,使用ELISA方法检测大鼠血清中IL-17A水平,实时荧光定量PCR检测大鼠海马IL-1β、TNF-α mRNA表达。观察PSD情况下,血清及海马神经元炎症因子的表达水平及海马损伤情况。结果假手术组、卒中组和PSD组大鼠血清的IL-17A水平分别为18.56±2.56 pg/mL、40.78±4.13 pg/mL和52.10±5.22 pg/mL,三组比较差异有统计学意义;假手术组、卒中组、PSD组大鼠海马区IL-1βmRNA相对表达水平分别为0.570±0.322、2.617±0.128和3.189±0.107,三组比较差异有统计学意义;假手术组、卒中组、PSD组大鼠海马区TNF-α mRNA基因相对表达水平分别为0.999±0.007、1.258±0.042和1.623±0.041,三组比较差异有统计学意义;尼氏染色提示卒中组、PSD组海马区CA1区神经元存在损伤,以PSD组最明显。结论 PSD组大鼠血清IL-17A水平上调,海马IL-1β、TNF-αmRNA高表达,提示PSD发生的病理生理机制中可能有炎症反应参与。     

黄芪甲苷对大鼠蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛的影响

目的 探讨黄芪甲苷对大鼠蛛网膜下腔出血（SAH）后脑血管痉挛（CVS）的作用。方法 将成年雄性SD大鼠40只随机分为正常组、SAH组、二甲基亚砜组（DMSO,腹腔注射等体积0.1% DMSO）和黄芪甲苷组（腹腔注射用0.1% DMSO助溶的黄芪甲苷溶悬液,2 mg/ml）,每组10只。采用血管内刺破法制作SAH模型。HE染色观察基底动脉形态改变;免疫组化染色分析基底动脉Toll样受体4（TLR4）、核转录因子kappa B（NF-κB）的表达。结果 与正常组相比,SAH组和DMSO组基底动脉管壁明显增厚（P<0.05）,而管腔横截面积明显缩小（P<0.05）;SAH组和DMSO组无明显差异（P>0.05）。黄芪甲苷组基底动脉管壁厚度较DMSO组明显变薄（P<0.05）,管腔横截面积较DMSO组明显增大（P<0.05）。与正常组相比,SAH组和DMSO组基底动脉TLR4、NF-κB阳性率明显增高（P<0.05）,而SAH组和DMSO组无明显差异（P>0.05）。黄芪甲苷组基底动脉TLR4、NF-κB阳性率较DMSO组明显下降（P<0.05）。结论 黄芪甲苷可能通过干预TLR4、NF-κB介导的炎症信号通路来缓解大鼠SAH后CVS。     

中枢类大麻受体拮抗剂利莫那班对2型糖尿病周围神经病变疗效的实验分析

目的 观察利莫那班对大鼠糖尿病周围神经痛变的疗效,探讨其作用机制.方法 采用链尿佐菌素(STZ)腹腔注射诱导形成糖尿病周围神经病变(DPN)模型,随机分为模型对照组、利莫那班小剂量组、利莫那班大剂量组、正常对照组.糖尿病大鼠造模成功后予利莫那班干预,开始给药24周后将模型组和正常组比较痛阈、坐骨神经传导速度.用酶联免疫吸附测定法(ELISA法)分别洲定各组大鼠血清、脊髓及坐骨神经内IL-Iβ、TNF-α的浓度.结果 利莫邢班对DNP大鼠痛阈、坐骨神经传导速度(NCV)有明显改善(P＜0.05).与对照组比较.DPN模型组大鼠的lL-Iβ、TNF-α的含量显著增高(P＜0.05),利莫那班治疗24周后.与DPN模型组比较IL-lβ、TNF-α的含量显著降低(P＜0.05).结论 利莫那班对糖尿病周围神经病变有良好的疗效,可能是通过调节自身免疫功能机制发挥作用.