缺氧诱导因子-1α在脑缺血性损伤中作用机制的研究进展

缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)是机体在缺氧时编码应答基因的重要核转录因子,它调节广泛的基因表达以使机体适应低氧环境.已经证实HIF-1α的直接靶基因多达40余个,涉及血管收缩控制、血管新生、红细胞生成、细胞增殖和存活、能量代谢、细胞凋亡等过程中的一系列分子[1],这些分子都在机体对脑缺血性损伤的调节中起重要的作用.但是,目前关于HIF-1α在脑缺血性损伤中的作用是有益的还是有害的,以及采取什么样的干预策略仍存在争议.本文就近年来HIF-1α在脑缺血性损伤中的作用机制研究结果做一综述.     

缺氧诱导因子1α与脑缺血缺氧性损伤

缺氧诱导因子1α(HIF-1α)是近年来研究较多的一种转录调节因子,其在常氧状态下降解,低氧状态下稳定,并从细胞质向细胞核转移,参与对低氧的多种生理应答,通过泛素蛋白酶体系统降解,在缺氧神经细胞培养及脑缺血缺氧损伤模型中表达增加,不同药物干预及高压氧预处理对其表达变化影响不同,产生神经保护或者损伤作用,通过研究其表达特点,为临床缺血缺氧性脑损伤的治疗提供新的思路。     

缺氧诱导因子-1α在缺血缺氧脑损伤中的作用研究进展

缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-lα,HIF-1 α)是细胞适应低氧环境过程中调节基因表达和恢复内环境平衡的一种重要的转录调控因子.当大脑处于缺血缺氧脑损伤时,一系列基因被激活以改善能量代谢障碍、恢复脑血流动力学、促进或抑制细胞凋亡和诱导自噬激活等.近年来研究显示HIF-1α可激活促红细胞生成素、血管内皮生长因子、肿瘤抑制基因p53和BNIP3等基因,在缺血缺氧脑损伤发生、发展过程中发挥重要的作用.深入研究HIF-1α及其相关基因在缺血缺氧脑损伤的作用及机制,可能为缺血缺氧脑损伤的理论研究和临床治疗提供新的思路.     

缺血缺氧性脑损伤中有关缺氧诱导因子-1的研究进展

缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)由Semenza于1992年发现,为连接在红细胞生成素(erythropoietin,EPO)基因低氧反应元件上的一个核因子[1].HIF-1在缺氧条件下被激活并获得转录活性,它能与靶基因相结合,通过转录及转录后的调控,使机体对缺氧缺血产生适应反应.     

亚硒酸钠对脑缺血再灌注损伤大鼠HIF-1α表达的影响

目的 研究亚硒酸钠对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马神经细胞凋亡的保护作用及其对低氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达的影响.方法 48只SD大鼠随机分为假手术组、缺血再灌注组(模型组)及亚硒酸钠治疗组,每组16只,采用线栓法建立脑缺血再灌注模型,治疗组于再灌注后给予亚硒酸钠0.625 mg/(kg·d)腹腔注射7 d.各组大鼠经组织处理后用亚甲兰尼氏体染色及TUNEL染色,分别观察大鼠海马CA1区神经元存活和凋亡情况,Western Blot实验测定缺血组织HIF-1α水平的表达.结果 脑缺血再灌注损伤大鼠海马神经元数目明显减少,凋亡细胞明显增加(P<0.001),亚硒酸钠治疗后海马神经细胞存活数目明显增多,凋亡细胞明显减少(P<0.01);与假手术组比较,模型组大鼠海马HIF-1α水平表达明显增加(P<0.01),而经亚硒酸钠治疗后大鼠海马HIF-1α水平表达较模型组明显降低(P＜0.05).结论 亚硒酸钠可减轻脑缺血再灌注损伤大鼠神经元凋亡,同时能抑制组织HIF-1α的过度表达.     

缺氧诱导因子-1α在脑缺血后对内源性神经干细胞作用的研究进展

目前脑缺血后促进内源性神经干细胞(neural stem cells,NSCs)再生的影响因素已成为神经病学研究的热点。近年来,有实验证明一些相关因子在脑梗死后缺血缺氧条件下被高度表达并参与了脑组织损伤的修复过程,如缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)。许多研究利用大鼠脑缺血模型进行免疫组化和蛋白印迹分析来评估内源性NSCs与HIF-1α早期表达的关系,结果表明在缺血造成的内环境中,HIF-1α的早期表达能够使内源性NSCs促进神经细胞的再生。而且脑梗死后,HIF-1α在缺血缺氧的环境中高度表达并发挥神经保护作用,为脑损伤的修复提供了有利的基础条件。     

缺氧诱导因子-1与脑出血的研究进展

缺氧诱导因子-1(Hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是低氧诱导细胞所产生的一种转录因子,由Semenza和Wang于1992年在缺氧诱导的细胞核提取物中发现[1],在低氧诱导的哺乳动物细胞中广泛表达,通过调控一系列与缺氧适应有关基因的表达以保持机体的氧稳态.     

依达拉奉对糖尿病脑缺血再灌注大鼠细胞凋亡及缺氧诱导因子表达的影响

目的 探讨依达拉奉对糖尿病急性脑缺血再灌注大鼠细胞凋亡及缺氧诱导因子表达的影响.方法 选取健康雄性SD大鼠70只,采用腹腔内一次性注入新鲜配制的1%链尿佐菌素(STZ)及线栓法建立糖尿病大鼠大脑中动脉闭塞再灌注模型.随机分成依达拉奉干预脑缺血再灌注组(干预组)30只、非依达拉奉干预脑缺血再灌注组(非干预组)30只、假手术组5只和正常组5只.前两组又分为缺血2h再灌注1h、6h、12h、24h、48h、72h亚组,每亚组5只.用TUNEL法检测细胞凋亡的变化,用免疫组化法检测缺氧诱导因子(HIF-1α)的表达水平.结果 依达拉奉干预组各个时间点脑皮质区凋亡细胞数及缺氧诱导因子表达量均低于非依达拉奉干预组(P<0.05).结论 依达拉奉可明显减少糖尿病急性脑缺血再灌注大鼠脑神经细胞凋亡数,同时可减少缺氧诱导因子的表达.在糖尿病脑缺血再灌注过程中具有明显神经保护作用.     

后适应对缺血性脑损伤神经保护的策略及分子机制

后适应是一种新的内源性的神经保护策略可能通过调控再灌注血流而减轻缺血性脑损伤,其保护效应取决于循环次数、每次循环时间、实施时间和脑缺血模型。后适应的保护机制可能与其调节早期再灌注及与蛋白激酶Akt、细胞外信号调节激酶(ERK1/2)、蛋白激酶C(PKC)、ATP敏感性钾通道(KATP)、核转录因子-кB(NF-κB)和低氧诱导因子-1(HIF-1)参与的信号转导途径有关。     

低氧诱导因子-1与缺血性脑血管病的研究进展

低氧诱导因子-1(HIF-1)是细胞在低氧条件下产生的一种核转录调节因子,在缺血性脑血管病的病理生理过程中起着重要的作用。本文就HIF-1的结构功能,在缺血性脑血管病中的表达、调控机制、生物学作用及意义等方面作一综述。     

缺氧诱导大鼠脑细胞低氧诱导因子-1α表达的研究

目的观察低氧条件下大鼠脑细胞中低氧诱导因子-1α(HIF-1α)的表达情况,探讨缺氧脑损伤可能的机制.方法建立常压状态下缺氧动物模型.急性缺氧模型将大鼠置于5±0.5%氧浓度的低氧舱中1.5h;慢性间断性缺氧模型将大鼠置于10±0.5%氧浓度的低氧舱中6h/d,6d/周,共4周.应用免疫组化法检测脑HIF-1α表达.结果急性及慢性间断性缺氧后大脑变性神经元增加,同时,HIF-1α免疫阳性神经元数目明显增多,主要分布在海马及下丘脑.结论缺氧可诱导HIF -1α在大脑神经元中的表达.HIF-1α可能参与了缺氧性脑损伤过程.     

低氧诱导因子1α过表达对PC12细胞在CoCl2拟缺氧模型中凋亡的影响

目的 研究CoCl2处理拟缺氧损伤条件下低氧诱导因子1α(HIF-1α)过表达对PC12神经细胞凋亡状态的影响.方法 分化后的PC12细胞分为2组,实验组转染pEGFPC1-HIF-1α△ODD表达质粒,对照组转染pEGFPC1.CoCl2处理模拟细胞缺氧损伤条件;Western blotting检测2组细胞常氧和缺氧时HIF-1α的表达;Hochest33342染色、流式细胞仪和Caspase-3活性检测3种方法观察神经细胞拟缺氧损伤时HIF-1α的过表达对细胞凋亡的影响.结果 50 μmol/L及100μmol/L CoCl2处理PC12细胞12 h、24 h可以诱导细胞拟缺氧损伤模型,实验组细胞常氧和缺氧时HIF-1α表达均高于对照组.Hochest33342染色结果提示实验组凋亡细胞明显少于对照组细胞.50 μmol/L CoCl2处理24 h后,流式细胞仪结果显示实验组细胞凋亡率为(5.41±3.29)%,对照组为(8.35±2.59)%,差异有统计学意义(P＜0.05).加入50μmol/LCoCl2处理12 h后,实验组细胞中Caspase-3活性的增加倍数明显低于实验组细胞.结论 适量CoCl2处理的神经细胞系拟缺氧损伤模型中,HIF-1α的过表达对细胞凋亡有显著的抑制作用.     

缺氧诱导因子1α在颅脑疾病中的研究进展

缺血性脑卒中、颅脑外伤、癫痫、颅脑肿瘤、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等疾病是临床多 发且严重的颅脑疾病，其发病机制存在相似性。颅脑疾病给患者带来生理和心理方面的打击，严重时 可危及患者的生命。缺氧诱导因子 1α（HIF-1α）在炎症和缺氧之间的交互作用中起重要作用。此外， HIF-1α 是机体适应低氧的主要调节因子，在低氧环境中高表达。本文就 HIF-1α 的组成、调节、生物学 效应以及 HIF-1α 在颅脑疾病中的作用进行综述。     

高压氧对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其对低氧诱导因子-1a的影响

目的探讨高压氧(HBO)对脑缺血再灌注大鼠神经元的保护作用及其对低氧诱导因子(HIF)-1a的影响。方法选取SD大鼠30只,随机分为假手术组、模型组、治疗组,每组10只。采用线栓法建立脑缺血再灌注模型,采用TTC染色观察脑缺血再灌注大鼠梗死灶体积;行为学评分观察其神经功能缺损;蛋白印迹法观察HIF-1a的表达及HBO干预后的改变。结果与模型组相比,治疗组大鼠脑梗死灶体积,行为学评分及HIF-1a的表达均明显减少(P<0.05);与假手术组相比,治疗组HIF-1a的表达无明显增加(P>0.05)。结论HBO治疗能抑制组织HIF-1a的表达,从而对大鼠脑缺血再灌注损伤具有保护作用。     

缺氧诱导因子-1在缺氧幼鼠脑组织中的表达及意义

目的探讨缺氧窒息幼鼠脑组织中缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1alpha,HIF-1α)表达水平的变化。方法取50只SD幼鼠,随机分为模型组(n=25)和对照组(n=25)2组,模型组做缺氧处理,对照组不作缺氧处理,于缺氧后48h测定幼鼠脑组织中HIF-1αmRNA表达的相对含量。结果 2组幼鼠脑组织中HIF-1αmRNA表达含量的差异有统计学意义(P<0.05)。HIF-1αmRNA表达的相对含量缺氧组[(1.00±0.02)ng/L]比正常组[(0.040.01)ng/L]显著增高(P<0.05),正常组HIF-1α表达含量相对极少。结论 HIF-1α是在缺氧条件下产生的一种转录因子,通过调控一系列与适应缺氧有关的基因表达来减缓细胞缺氧所带来的损伤。     

急性低氧条件下复氧后大鼠脑HIF—1α蛋白的表达与人参皂甙Rd干预研究

摘要：目的观察大鼠脑缺氧状态下缺氧诱导因子1α（HIF-1α）蛋白的表达及低氧状态下人参皂甙Rd干预对其影响。方法将成年Wistar大鼠90只随机分为急性低氧对照组、低氧预处理干预组、人参皂甙Rd预处理干预组,每组按缺氧后不同时间点（复氧后0h、4h、9h）再分为3亚组,每组10只大鼠。采用免疫组化法检测HIF-1α蛋白的表达。结果在缺氧后复氧即刻,HIF-1α蛋白少量表达,主要存在于海马细胞;随着时间的推移,在复氧后4h,HIF-1α表达逐渐达高峰,至9h时HIF-1α表达又明显减少。低氧预处理干预组及人参皂甙Rd干预组的实验结果发现HIF-1α表达较急性低氧对照组减少,与急性低氧对照组各时间点相比,差异均有显著性（P〈0．05）。两个干预组之间比较无统计学差异。结论急性低氧可以促使HIF-1α在大鼠海马神经细胞的表达,具有时间依赖性,低氧预处理干预及人参皂甙Rd干预均可促使大鼠脑组织HIF-1α表达减少。     

缺氧对乳鼠脊髓神经元低氧诱导因子-1α的影响

目的研究缺氧对脊髓神经元低氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达和凋亡的变化,探讨HIF-1α在耐受缺氧和诱导凋亡机制中的作用。方法以体外培养的乳鼠脊髓神经元细胞为研究对象。采用激光共聚焦显微镜(LCSM)、DNA琼脂糖凝胶电泳观察缺氧诱导脊髓神经元凋亡的变化;免疫组化检测HIF-1α在缺氧脊髓神经元中的表达;流式细胞术(FCM)检测缺氧对脊髓神经元p53、Bcl-2蛋白水平表达的影响。结果持续缺氧显著抑制脊髓神经元细胞的生长;荧光显微镜下可见脊髓神经元细胞呈典型凋亡的形态学改变。脊髓神经元缺氧2、4 h时HIF-1α、P53、Bcl-2表达上调(P<0.01),8 h时其表达下调(P<0.05)。结论缺氧预处理诱导的HIF-1α的表达,在脊髓神经元的耐受缺氧和诱导凋亡机制中起着重要的作用。     

大鼠前脑缺血诱导HIF-1α、EPO表达的研究

目的 观察低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）和促红细胞生长素（erythropoietin，EPO）在前脑缺血大鼠海马中的动态表达规律，为临床开辟治疗脑缺血的新途径时间窗提供依据。方法 采用双侧颈总动脉永久性阻断法（2-VO）建立大鼠前脑缺血的动物模型，应用免疫组化法检测大鼠海马CA1区HIF-1α和EPO的表达水平。结果 血管阻断后3h大鼠海马CA-1区HIF-1α和EPO的表达开始明显升高，1周达到高峰，此后缓慢下降，但仍显著高于假手术组。结论 HIF-1α／EPO缺氧信号转导系统可能作为保护因子参与了脑缺血后机体的代偿过程。     

常氧条件下同时表达突变型低氧诱导因子1α目的蛋白和人源化绿色荧光蛋白报告分子腺病毒真核表达载体的构建

背景: 低氧诱导因子1能够调控多种基因共同表达,在骨缺损部位可诱导生理功能完整的新血管生成。 目的：构建能够同时表达突变型低氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor 1 alpha,HIF-1α)目的蛋白和人源化绿色荧光蛋白(human renilla reniformis green fluorescent protein,hrGFP)报告分子的新型腺病毒真核细胞表达载体。 方法：对目的基因供体质粒pCMV6-XL5- HIF1α携带的人低氧诱导因子1α基因进行测序和对其序列内部限制性内酶识别位点进行分析,利用PCR(poly- merase chain reaction,PCR)技术定点突变低氧诱导因子1α基因编码区的第402位、564位和803位氨基酸,酶切、测序检测突变情况,将正确突变后的低氧诱导因子1α基因(突变 mutagenesis,突变后的HIF-1α基因写作HIF-1αmu)定向连入腺病毒穿梭载体pShuttle-CMV-IRES- hrGFP-1中。携带HIF-1αmu基因的重组腺病毒穿梭载体经测序鉴定、Pme Ⅰ酶切线性化后转化BJ5183-AD-1电感受态细胞,利用细菌内同源重组机制将HIF-1αmu和人源化绿色荧光蛋白基因连同其顺势表达元件重组入腺病毒基因组质粒,通过Pac Ⅰ酶切及测序鉴定获得重组体。 结果与结论：经基因测序证实,HIF-1α基因编码区的第402位、564位和803位氨基酸均定点突变成丙氨酸。经酶切鉴定及测序证实,重组腺病毒表达载体构建成功。结果表明,成功构建了新型重组腺病毒突变型真核细胞表达载体pAd-HIF1αmu-IRES-hrGFP-1。     

缺血预处理对局灶性脑缺血再灌注大鼠缺血侧海马CA1区低氧诱导因子-1α及存活素表达的影响

目的探讨缺血预处理对局灶性脑缺血再灌注大鼠缺血侧海马CA1区低氧诱导因子-1α(HIF-1α)及存活素表达的影响。方法健康雄性SD大鼠130只随机分为假手术组(SO组,n=10)、局灶性脑缺血再灌注组(MCAO组,n=60)、缺血预处理组(BIP组,n=60),MCAO组和BIP组又分别分为再灌注2 h、6 h、12h、24 h、48 h、72 h 6个亚组,每亚组10只大鼠。采用线栓法制备大鼠脑缺血再灌注模型。BIP组在缺血前24h给予10 min的预缺血。采用免疫组化染色法检测HIF-1α、存活素的阳性细胞数。采用Western blot法检测HIF-1α、存活素的蛋白相对含量。结果与SO组比较,MCAO组和BIP组各时间点亚组大鼠缺血侧海马CA1区HIF-1α及存活素的阳性细胞数及蛋白相对含量均明显升高(均P0.05)。与MCAO组比较,BIP组各时间点亚组大鼠缺血侧海马CA1区HIF-1α及存活素的阳性细胞数及蛋白相对含量均明显升高(均P0.05)。在MCAO组和BIP组中,大鼠缺血侧海马CA1区HIF-1α及存活素的阳性细胞数及蛋白相对含量均在再灌注24 h时达到最高峰(均P0.05)。结论缺血预处理能够诱导局灶性脑缺血再灌注大鼠缺血侧海马CA1区HIF-1α、存活素表达上调,这或许与脑缺血耐受的产生机制有关。