亚低温对缺氧/复氧后星形胶质细胞AQP4表达的影响

目的 观察缺氧/复氧条件下大脑星形胶质细胞水通道蛋白4(AQP4)的表达变化以及亚低温对其表达的影响,探讨脑缺血再灌注脑水肿与AQP4的关系以及亚低温对脑缺血再灌注损伤的保护机制.方法 利用新生24 h内的SD大鼠,进行原代、传代培养,将星形胶质细胞分为对照组、常温组及亚低温组.用台盼蓝染色法测定37℃及32℃时,缺氧/复氧不同时间点星形胶质细胞的存活率,作为细胞受损指标,用倒置相差显微镜对细胞进行形态学观察,应用细胞免疫化学技术检测星形胶质细胞缺氧/复氧各个时间点AQP4的表达变化及亚低温的干预效果.结果 (1)缺氧4,8h时细胞形态变化不明显,随着复氧时间的延长,可见细化逐渐明显,而亚低温干预的细胞形态及细胞存活力变化均较相应的常温组明显减轻;(2)缺氧及复氧早期AQP4的表达降低,复氧后6h随着时间延长AQP4表达明显增多,在复氧≤8h,常温组及亚低温组的表达均低于对照组(均P＜0.05或0.01),而复氧后10,12h,AQP4蛋白表达均明显高于对照组(均P＜0.05或0.01);(3)在复氧后各时间点亚低温组AQP4的表达均明显低于常温组(均P＜0.05或0.01).结论 星形胶质细胞对缺氧的耐受能力较强,亚低温可以减轻缺氧/复氧后星形胶质细胞的损伤,通过降低AQP4的表达,可能是亚低温减轻缺血性脑水肿的作用机制之一.     

缺氧/复氧后星形胶质细胞AQP5表达的变化及亚低温的干预效应

目的观察缺氧/复氧条件下大脑星形胶质细胞水通道蛋白5(AQP5)的表达变化以及亚低温对其表达的影响。方法利用新生24 h内的SD大鼠,进行原代、传代培养,将星形胶质细胞分为对照组、常温组及亚低温组。用台盼蓝染色法测定37℃及32℃时,缺氧/复氧不同时间点星形胶质细胞的存活率,作为细胞受损指标,用倒置相差显微镜对细胞进行形态学观察,应用细胞免疫化学技术检测星形胶质细胞缺氧/复氧各个时间点AQP5的表达变化及亚低温的干预效果。结果 (1)缺氧4、8 h细胞形态变化不明显,随着复氧时间的延长,可见活化逐渐明显,而亚低温干预的细胞形态及细胞存活力变化均较相应的常温组明显减轻;(2)缺氧及复氧早期AQP5的表达水平降低,复氧后6 h随着时间延长AQP5表达明显增多,在复氧≤8 h常温组及亚低温组的表达水平均低于对照组(P<0.05或0.01),而复氧后10、12 h AQP5蛋白表达水平均明显高于对照组(P<0.05或0.01);(3)在复氧后各时间点亚低温组AQP5的表达水平均明显低于常温组(P<0.05或0.01)。结论亚低温可以减轻缺氧/复氧后星形胶质细胞的损伤,通过降低AQP5的表达水平,可能是亚低温减轻缺血性脑水肿的作用机制之一。     

缺氧与复氧对星形胶质细胞水通道蛋白-9表达的影响

目的探讨体外培养星形胶质细胞缺氧及复氧后水通道蛋白-9(AQP9)表达的变化特点及其所起的作用。方法取生后2d的Wistar大鼠大脑皮层进行星形胶质细胞纯培养,缺氧时间分别为:12、24、48h,并取缺氧24h后复氧12、24、48h的细胞进行存活率、乳酸脱氢酶活性的测定,采用免疫细胞化学方法检测细胞AQP9的表达。结果缺氧组及复氧组的星形胶质细胞死亡数与对照组相比无明显变化,缺氧和复氧后乳酸脱氢酶活性亦无明显改变(P(0.05),缺氧组细胞AQP9表达较对照组增高,并随缺氧时间延长而明显增高(P<0.05),复氧后24h内AQP9表达逐渐下降,24h后AQP9表达仍未恢复正常水平。结论星形胶质细胞对缺氧较为耐受,缺氧对星形胶质细胞存活能力无明显影响,缺氧引起AQP9的表达上调,而复氧使其表达明显下降。     

亚低温对缺氧/复氧条件下星型胶质细胞AQP4表达的影响

目的:探讨亚低温对缺氧/复氧条件下星形胶质细胞（astrocytes,AS）AQP4表达变化的影响。方法:分离新生24h内的SD大鼠皮质,进行星形胶质细胞培养,分为正常对照组(C)、常温缺氧/复氧组(H)、亚低温干预缺氧/复氧组(M)。用台盼蓝染色法测定37℃及32℃时缺氧/复氧不同时间点AS的存活率,对细胞进行形态学观察,应用细胞免疫化学技术检测缺氧/复氧各个时间点AQP4的表达水平。结果:(1)与对照组比较,常温组缺氧后4h及8h有少量细胞死亡(P＜0.05),随着复氧时间延长死亡细胞数亦逐渐增多（P＜0.01）;缺氧4h及8h时,亚低温组细胞死亡数与常温组比较无明显差异,从复氧4h开始,亚低温组细胞死亡数明显少于常温组(P＜0.05)。(2)常温组缺氧4h及8h后,AQP4阳性表达细胞数减少(P＜0.01),而复氧后AQP4阳性表达细胞数逐渐升高并随时间延长呈增高趋势(P＜0.01)。至复氧后8h,亚低温组缺氧/复氧时AQP4阳性表达细胞数均较常温组减少(P＜0.05)。结论:亚低温干预条件下,星形胶质细胞AQP4表达水平降低,可能是亚低温神经保护作用机制之一。     

星形胶质细胞AQP4蛋白在缺氧/复氧条件下表达变化的研究

目的观察缺氧/复氧条件下星形胶质细胞形态和AQP4蛋白的表达变化以及葛根素对其表达变化的影响,探讨脑缺血再灌注损伤与AQP4的关系以及葛根素的干预作用。方法原代培养星形胶质细胞,用5%CO2+95%N2混合气体造成缺氧,以LDH漏出率及MTT降解率作为细胞受损指标,应用Western blot技术检验星形胶质细胞缺氧/复氧各个时间点AQP4蛋白的表达变化及葛根素的干预效果。结果体外培养的星形胶质细胞在缺氧环境下损伤不明显,随着复氧时间的延长细胞损害加重。AQP4蛋白在缺氧时表达与正常对照组无明显差异,复氧后表达升高并随时间延长呈增高趋势(P0.05)。葛根素干预组AQP4蛋白表达丰度与缺氧/复氧组无明显差异(P0.05)。结论星形胶质细胞AQP4蛋白表达变化与细胞损伤有明显相关性,葛根素对星形胶质细胞损伤的保护作用不是通过改变AQP4的表达来实现的。     

缺氧／复氧对星形胶质细胞AQP4表达的影响

目的 探讨缺氧/复氧对于体外培养星形胶质细胞表达AQP4的影响及缺血性脑血管病脑水肿的发病机制.方法 选取新生24 h Wistar大鼠脑组织行星形胶质细胞原代培养并建立缺氧/复氧模型,应用Western blot和免疫细胞化学法检测星形胶质细胞AQP4的表达变化.结果 与对照组比较,缺氧3 h和6 h星形胶质细胞AQP4蛋白表达减少(P<0.01),复氧后6 h和9 h其表达明显增高(P<0.01).结论 AQP4表达变化与细胞损害相关.     

促红细胞生成素预处理对氧糖剥夺后星形胶质细胞水肿及AQP4表达的影响

目的探讨重组人促红细胞生成素(recombinanthuman erythropoietin,rhEPO)预处理对氧糖剥夺并复氧培养后星形胶质细胞水肿及其水通道蛋白4(aquaporin4,AQP4)表达的影响。方法星形胶质细胞分成:正常组、模型组和rhEPO预处理组。星形胶质细胞在5 h时长的氧糖剥夺后复氧培养至0.5 h、2 h、8 h、24 h四个时间点时,用光镜观察细胞形态变化,用乳酸脱氢酶(LDH)漏出率测定反应细胞的损伤程度,用RT-PCR法及Western blot法测定AQP4的表达变化。结果光镜观察到rhEPO预处理能明显减轻氧糖剥夺后星形胶质细胞水肿的程度。氧糖剥夺后24 h时,LDH漏出率有明显增高(F=80.45,P0.01),rhEPO预处理能明显降低(P0.01)氧糖剥夺后LDH漏出率增高(P0.01)的程度。AQP4的mRNA和蛋白在氧糖剥夺后的表达,各组间有明显差异(8 h时:mRNA:F=49.26,P0.01,蛋白:F=43.13,P0.01);与正常组相比,模型组AQP4在氧糖剥夺后短暂下降后呈上升趋势,至8 h时达峰值(均P0.01),至24 h时未恢复正常水平;与模型组相比,rhEPO预处理组AQP4 mRNA和蛋白在氧糖剥夺后的表达变化趋势与模型组相似,但在各个时间点时的表达均明显降低(8 h时:mRNA:P0.01,蛋白:P0.01)。结论rhEPO预处理能明显减轻5 h氧糖剥夺后的星形胶质细胞水肿,机制可能是其通过降低氧糖剥夺后AQP4的表达水平而实现。     

新生动物星形胶质细胞体外缺糖缺氧/复糖复氧模型中水通道蛋白4与细胞水肿的关系

背景 脑缺氧缺血常常引起的脑水肿是新生儿神经发育障碍的主要原因。可是脑水肿的分子机制目前仍不清楚,所以近80年脑水肿的治疗方案改变甚少,10年前,水通道蛋白（AQP）的发现,提供了理解脑中水转运的分子基础,近期研究阐明了AQP4在脑水肿的形成和消退中起着重要作用,但是它在新生儿缺氧缺血性脑水肿的发生中的准确作用还不清楚,因此,我们研究AQP4在星形胶质细胞缺氧和复氧期水肿中的作用,以发现新生儿缺氧缺血性脑水肿的治疗新策略。 方法 我们采用实时荧光定量PCR和Western blot分别测定培养的星形胶质细胞在缺氧期和复氧期AQP4mRNA和蛋白的表达,用3H标记的甲基D葡萄糖测定细胞的体积,代表细胞的水肿程度。 结果 在缺氧缺血期,星形胶质细胞AQP4 mRNA和蛋白表达逐渐下降,而细胞体积按照时间依赖方式增加。复氧期,AQP4 mRNA和蛋白表达上调,而细胞体积逐渐下降,在复氧第7天恢复到正常对照组水平。 结论 我们通过星形胶质细胞缺氧缺血模型的研究,发现AQP4可能在脑组织水转运调控中起着重要作用,提示AQP4可能作为改善新生儿缺氧缺血性脑水肿的重要目标。     

低渗状态下星形胶质细胞AQP4mRNA的表达和Ca2+浓度的关系

目的探讨低渗培养液对星形胶质细胞AQP4mRNA的表达变化和Ca2 浓度的影响及其之间的关系。方法取生后2d的Wistar大鼠大脑皮层进行星形胶质细胞纯培养,分别予不同程度的低渗培养液作用于细胞,建立细胞对低渗液反应的实验模型。应用台盼蓝测定细胞存活率,采用原位杂交检测AQP4mRNA的表达,Fura-2/AM荧光法测定细胞内Ca2 浓度。结果体外培养的星形胶质细胞在低渗培养液分别作用3h、6h、12h、24h后,低渗组的细胞存活率较对照组明显减少,各时间点AQP4mRNA表达水平与细胞内Ca2 含量均明显高于对照组,与对照组相比差异有显著意义(P<0.05),而且与作用时间以及低渗液的严重程度密切相关;AQP4mRNA的表达强度与Ca2 浓度的变化呈明显正相关。结论低渗液可引起星形胶质细胞AQP4mRNA的表达上调,导致细胞内Ca2 超载,AQP4和Ca2 可能共同参与脑水肿的形成,提示AQP4可能是脑水肿的重要致病因素之一。     

ERK通路对体外培养星形胶质细胞缺氧/复氧后TNF-α分泌的影响

目的 分析ERK通路对缺氧/复氧后反应性星形胶质细胞TNF-α分泌的影响,从而探讨ERK通路在星形胶质细胞反应性改变的可能作用机制,为临床研究提供理论支持.方法 参照McCarthy方法星形胶质细胞（AC）原代培养,传至第3代,细胞自然纯化.将AC分为正常对照组（C组）、缺氧/复氧组（H/R组）、缺氧/复氧阻滞剂组（H/R＋M组）.每组设缺氧4 h、缺氧8 h、复氧6 h、12 h、24 h、48 h 6个时间点,建立AC缺氧/复氧模型.Western-blot法半定量分析T-ERK,P-ERK的表达情况,TNF-α ELISA试剂盒测定细胞凋亡情况.采用SPSS18.0统计软件包进行数据分析.结果 （1）Western-blot：缺氧组较正常组相比ERK表达明显升高（P＜0.05）,阻滞剂组较无阻滞剂组p-ERK蛋白表达量显著下降（P＜0.05）.（2）TNF-α ELISA：缺氧后TNF逐渐升高,复氧48 h时达高峰（P＜0.05）,加入ERK阻滞剂后升高更明显（P＜0.05）.结论 星形胶质细胞缺氧复氧后存在ERK通路的激活,ERK通路在星形胶质细胞缺氧损伤后反应中发挥生物学作用与TNF-α有关.     

The roles of aquaporin-4 in brain edema following neonatal hypoxia ischemia and reoxygenation in a cultured rat astrocyte model

Aquaporin-4 (AQP4), a water channel protein, is abundantly expressed in astrocytes and plays a key role in the development of brain edema. However, it is not clear whether AQP4 contributes to astrocytic swelling in hypoxia-ischemia (HI). To investigate the roles of AQP4 in astrocytic swelling during HI and reoxygenation, we measured AQP4 expression and astrocytic cellular volume in cultured rat astrocytes following HI and reoxygenation. RNA interference was used to knockdown AQP4 expression (AQP4(-/-)). Real-time polymerase chain reaction and Western blot analysis were used to detect the inhibitory efficiency of AQP4. We found that the maximal inhibition of AQP4 mRNA and protein in astrocytes after AQP4 siRNA transfection (AQP4(-/-)) was approximately 77 and 85%, respectively, compared to wild-type AQP4 (AQP4(+/+)) expression. Cellular volume in both AQP4(-/-) and AQP4(+/+) astrocytes was significantly increased during HI compared to cells cultured in normoxia (P<0.05). However, cellular volume during HI in AQP4(-/-) astrocytes was significantly less than that in AQP4(+/+) astrocytes (P<0.05). After reoxygenation, the cellular volume gradually decreased to control levels at 7 days in AQP4(-/-) but at 5 days in AQP4(+/+) astrocytes. The different roles of AQP4 during HI and reoxygenation suggest that AQP4 knockdown may protect against water influx in the formation of astrocyte swelling during HI, and may also delay water clearance in the resolution of astrocyte swelling during reoxygenation. In conclusion, AQP4 mediates bidirectional transport of water across astrocytes during HI and reoxygenation. AQP4 manipulation may serve as a novel therapeutic strategy during different periods of hypoxic-ischemic brain edema in neonates.     

p38MAPK在体外培养星形胶质细胞缺氧/复氧损伤中的表达

目的 建立SD大鼠星形胶质细胞缺氧复氧损伤模型,探讨p38MAPK活性变化与星形胶质细胞损伤的关系.方法 体外培养新生SD大鼠星形胶质细胞,实验设正常对照组（N）、SB203580组（SB组,10 μmol/L）、缺氧/复氧组（H/R组）和缺氧/复氧组＋SB203580阻断p38MAPK组（H/R＋SB组）.应用MTT法、WB法、ELISA法检测缺氧4 h、8 h、复氧6 h、12 h、24 h、48 h时细胞存活率,p38MAPK、p-p38（磷酸化p38MAPK）及TNF-α的变化.结果 培养星形胶质细胞GFAP阳性表达率大于97%.缺氧/复氧使星形胶质细胞活力降低,SB203580阻断p38MAPK细胞活力高于H/R组,各组星形胶质细胞总p38MAPK水平无显著变化,缺氧复氧干预后p-p38表达上调,TNF-α水平显著增高.用SB203580阻断p38MAPK通路后,SB＋H/R组较H/R组p-p38、TNF-α水平降低.SB组总p38MAPK、p-p38、TNF-α水平与N组比较无显著变化.结论 p38MAPK信号通路参与了星形胶质细胞缺氧复氧损伤过程.     

胡黄连苷Ⅱ对大鼠脑缺血损伤水通道蛋白4表达的影响

目的探讨胡黄连苷Ⅱ对大鼠缺血损伤脑组织中水通道蛋白4（AQP4）表达的影响。方法Wistar大鼠60只,选取15只为对照组（不结扎双侧颈总动脉）,其余45只应用双侧颈总动脉结扎法建立大鼠前脑缺血模型（成模30只,再随机分为模型组和治疗组,均n=15只）,治疗组成模2h后经腹腔注射胡黄连苷Ⅱ10mg,kg^-1干预治疗。测定各组脑组织含水量,酶联免疫吸附法检测脑组织AQP4含量,免疫组化法观察缺血区AQP4阳性细胞表达,透射电镜观察缺血区超微结构。结果治疗组脑组织含水量、AQP4阳性细胞指数、变性细胞指数均较模型组显著降低（P〈0．05）;治疗组脑组织AQP4含量较模型组显著降低（P〈0．01）;对照组血管内皮细胞,基底膜清晰完整;神经细胞结构正常,轮廓清晰,染色质均匀;模型组血管内皮细胞质溶坏死、基底膜消失;神经细胞形态欠规整,出现凋亡、坏死现象。治疗组血脑屏障及神经细胞损伤较模型组明显减轻。结论胡黄连苷Ⅱ通过下调AQP4的表达,减轻脑缺血对血脑屏障及神经细胞的损伤。     

水通道蛋白4与脑出血后脑水肿形成的关系研究

目的：研究水通道蛋白4（AQP4）在脑出血后脑水肿形成中的作用。方法：以AQP4基因敲除（AQP4^-/-）小鼠为研究对象,分别在AQP4^＋/＋和野生型（AQP4^-/-）小鼠右侧基底节区立体定向注入5μL自体全血建立脑出血模型。比较两组小鼠脑出血后神经功能缺损、脑含水量、血肿周围组织脑比重、伊文思蓝漏出量及脑组织毛细血管超微结构间的差异。结果：脑出血后AQP4^＋/＋小鼠脑内AQP4蛋白表达量显著增高。AQP4基因的缺失加剧了脑出血神经功能缺损及患侧大脑半球的含水量,降低了血肿周围组织的脑比重,加剧了伊文思蓝的渗漏及毛细血管超微结构的损坏。结论：AQP4基因缺失加剧了脑出血损伤,包括水肿形成、血脑屏障破坏。对脑出血后AQP4表达增高的保护性机制研究可能会为临床治疗脑出血后脑水肿提供新的靶点及思路。     

AQP5 is differentially regulated in astrocytes during metabolic and traumatic injuries

Water movement plays vital roles in both physiological and pathological conditions in the brain. Astrocytes are responsible for regulating this water movement and are the major contributors to brain edema in pathological conditions. Aquaporins (AQPs) in astrocytes play critical roles in the regulation of water movement in the brain. AQP1, 3, 4, 5, 8, and 9 have been reported in the brain. Compared with AQP1, 4, and 9, AQP3, 5, and 8 are less studied. Among the lesser known AQPs, AQP5, which has multiple functions identified outside the central nervous system, is also indicated to be involved in hypoxia injury in astrocytes. In our study, AQP5 expression could be detected both in primary cultures of astrocytes and neurons, and AQP5 expression in astrocytes was confirmed in 1‐ to 4‐week old primary cultures of astrocytes. AQP5 was localized on the cytoplasmic membrane and in the cytoplasm of astrocytes. AQP5 expression was downregulated during ischemia treatment and upregulated after scratch‐wound injury, which was also confirmed in a middle cerebral artery occlusion model and a stab‐wound injury model in vivo. The AQP5 increased after scratch injury was polarized to the migrating processes and cytoplasmic membrane of astrocytes in the leading edge of the scratch‐wound, and AQP5 over‐expression facilitated astrocyte process elongation after scratch injury. Taken together, these results indicate that AQP5 might be an important water channel in astrocytes that is differentially expressed during various brain injuries. GLIA 2013;61:1748–1765