氢气对野生型及Nrf2 基因敲除型脓毒症小鼠血脑屏障损伤和认知功能障碍的影响

目的:探讨H2是否通过Nrf2信号途径保护血脑屏障(BBB)减轻脓毒症相关脑病(SAE)。方法:将152只雌性野生型(WT)和152只Nrf2基因敲除(Nrf2-/-)C57BL/6J小鼠按随机数字表法分为假手术组、假手术+氢气组、脓毒症模型组和氢气治疗组。采用盲肠结扎穿刺法(CLP)制备小鼠脓毒症模型,假手术组和假手术+氢气组仅行开腹。假手术+氢气组和氢气治疗组分别在术后1 h和6 h开始吸入2%氢气60min。术后24h,每组随机选取20只小鼠观察并记录各组的7天存活率;每组随机挑选4只小鼠,采用EB外渗法检测BBB损伤程度;每组随机挑选4只小鼠,切取其大脑皮质,采用Western blotting法检测黏附连接蛋白(VE-cadherin)和紧密连接蛋白(ZO-1)的表达水平。于术后4天将每组余下10只小鼠进行连续7天的Morris水迷宫实验,以评价其认知功能。结果:在WT小鼠中,氢气治疗组小鼠的7天存活率为60%,较脓毒症模型组的35%显著提高(P0.01);其血管外EB外渗量为[(3.68±0.18)μg/g],较脓毒症模型组[(5.24±0.06)μg/g]显著降低(P0.01);其第6～10天的逃逸潜伏期分别为[(20.86±4.99) s、(15.01±4.43) s、(15.45±4.95) s、(15.81±6.65) s、(12.37±4.15)s],较脓毒症模型组各时点[(41.62±12.94) s、(39.37±12.74) s、(36.95±9.64) s、(34.55±13.57) s、(29.45±9.13) s]显著延长(均P0.01);氢气治疗组穿越平台次数[(4.10±0.99)次]较脓毒症模型组[(1.20±0.79)次]显著增多(P0.01);氢气组治疗组小鼠大脑皮质中VE-cadherin表达水平(0.37±0.02)较脓毒症模型组(0.18±0.01)显著增高(P0.01),ZO-1水平(0.46±0.02)较脓毒症模型组(0.20±0.01)显著增高(P0.01)。以上指标差异在Nrf2-/-小鼠中均无显著差异(均P0.05)。结论:吸入2%氢气可通过Nrf2依赖途径降低微血管内皮通透性来保护BBB,从而降低小鼠SAE发生,改善认知功能。