脑缺血再灌注神经细胞凋亡机制研究进展

脑缺血是由于血栓或栓子阻塞脑内动脉而导致血管闭塞,引起脑组织缺血缺氧、神经元受损的一系列临床症状和体征。目前缺血性脑血管疾病治疗的最佳方案是脑梗死后超早期溶栓,尽早恢复缺血区域血流再灌注,挽救缺血脑组织。但在缺血性疾病抢救和治疗过程中,医学家们渐渐发现,对组织造成损伤的主要因素,不是缺血本身,而是恢复血液供应后导致严重的迟发性神经元损伤,即引起脑缺血再灌注损伤。许多研究表明脑缺血再灌注损伤与神经细胞凋亡有着密切的关系,大多数学者认为,细胞凋亡的发生不仅是凋亡相关基因表达的结果,而且受许多内外因素的调节。目前,研究证据表明,脑缺血再灌注后神经元凋亡可能与以下几个因素有关:(1)缺血缺氧本身激活凋亡发生基因,例如促凋亡基因Bax、缺氧诱导因子1α(HIF-1α)、T淋巴细胞、趋化因子等的激活;(2) mi RNA、蛋白激酶ERK等凋亡蛋白因子及有关的细胞因子产生;(3)脑缺血再灌注后产生大量氧自由基(ROS)、氮自由基(RNS)以及NADPH化酶(NOX)对神经元造成严重损伤的同时,也诱导凋亡的发生;(4)钙超载激活一系列钙依赖性酶促反应,促进凋亡的发生;(5)线粒体损伤导致细胞能量代谢障碍。本文将从以上几个方面详细阐述神经元凋亡发生机制以及作用于脑缺血再灌注损伤不同通路、不同因子的药物。     

SB202190减轻沙土鼠海马CA1区脑缺血再灌注损伤的作用与磷酸化Caspase-3含量变化的关系

脑缺血后恢复脑血流是治疗脑缺血最关键的方法,但再灌注后可加重缺血脑组织的死亡,这种再灌注损伤主要以凋亡为主,因此减少缺血再灌注后神经元凋亡为重要的脑保护机制.有作者报道p38MAPK的激活是再灌注损伤引起凋亡的重要信号转导通路之一.p38MAPK特异性的抑制剂SB202190能否减轻脑缺血再灌注损伤,目前少有报道.研究已知Caspase家族,尤其是Caspase-3一旦被激活,细胞进入凋亡过程.因此本实验通过应用SB202190,观察其对缺血再灌注后沙土鼠行为学变化和海马CA1区p-Caspase-3含量、凋亡神经元数的影响.     

纳洛酮对大鼠脑缺血再灌注损伤后神经细胞凋亡的影响

目的：研究纳洛酮在大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤中的保护机制。方法：腔内线栓法制备大鼠大脑中动脉闭塞模型。16只雄性Wistar大鼠随机分为缺血组及纳洛酮治疗组，采用TUNEL法检测各组大鼠脑组织于缺血再灌注各2．5h后神经细胞凋亡情况。结果：大鼠脑缺血再灌注2．5h后凋亡的神经细胞主要分布在梗死灶边缘，纳洛酮治疗组细胞凋亡数量低于缺血组(P＜0．05)。结论：纳洛酮具有减少大鼠脑组织缺血再灌注损伤后神经细胞凋亡的作用。纳洛酮具有抗脑缺血再灌注损伤的保护作用。     

拉莫三嗪对大鼠脑缺血再灌注损伤的神经保护作用

目的:探讨拉莫三嗪(lamotrigine,LTG)对脑缺血再灌注损伤的神经细胞的保护作用。方法:Pulsinelli四血管闭塞法建立大鼠全脑缺血再灌注损伤模型,观测LTG对脑缺血再灌注损伤后脑细胞外液谷氨酸含量的动态变化,脑组织的病理改变和神经细胞凋亡。结果:(1)再灌注组、治疗组谷氨酸基础水平与对照组基本相同,缺血后迅速升高,再灌注30min达高峰,其后逐渐下降。再灌注组在30～330min内显著高于对照组(P<0.05),治疗组在30～330min内显著高于对照组,但低于再灌注组(P<0.05)。(2)TUNEL法发现治疗组凋亡细胞较再灌注组明显减少(P<0.05)。结论:脑缺血再灌注损伤后,早期使用LTG治疗,明显减轻脑组织中兴奋性氨基酸含量,增加神经元细胞的存活率。     

大鼠脑缺血/再灌注损伤时X连锁凋亡抑制蛋白和Smac表达及神经调节素的干预作用

目的观察神经调节素-1β(NRG-1β)对缺血/再灌注后脑组织X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)和次级线粒体源性caspase激活剂(Smac)表达的影响,探讨NRG-1β对脑缺血/再灌注损伤的保护作用。方法成年健康♂Wister大鼠110只,随机分为3组:假手术组(n=10),对照组(n=50)和治疗组(n=50)。治疗组动物单剂量给予NRG-1β干预治疗。应用原位末端标记技术(TUNEL)检测细胞凋亡,免疫荧光双标法和免疫印迹法检测脑组织XIAP和Smac蛋白的表达。结果缺血/再灌注能诱导脑组织细胞凋亡,随着缺血时间的延长,凋亡细胞数明显增加,NRG-1β处理能明显减少脑组织皮质区和纹状体区凋亡细胞数(P<0.05)。缺血/再灌注可诱导XIAP和Smac蛋白的表达,NRG-1β处理能上调XIAP和下调Smac的表达,协调神经细胞中XIAP/Smac的比例(P<0.05)。结论脑缺血后给予NRG-1β处理,可能通过协调XIAP/Smac蛋白的表达水平,调节细胞凋亡的发展过程,避免神经元发生不可逆损伤,从而对缺血/再灌注损伤有积极的保护作用。     

大鼠局灶性脑缺血/再灌注后NF-kB表达和细胞凋亡

目的:研究脑缺血再灌注后大鼠脑组织半暗区核因子(nuclear factor kappa B,NF-kB)基因表达的变化与神经细胞凋亡的关系。方法:用插线法制作大鼠大脑中动脉(M CAO)栓塞/再灌注模型,原位杂交法检测大鼠脑重度缺血(3h)及再灌注损伤不同时间点(2、3d)半暗区NF-kB表达;TUNEL法测定凋亡细胞。结果:脑缺血再灌注后,缺血半暗区NF-kB的表达明显升高(P<0.01)。凋亡细胞数量亦显著增加(P<0.01)。细胞凋亡的时程变化与NF-kB的表达基本一致。结论:局灶性重度脑缺血再灌注后可引起NF-K b表达的增加,参与缺血再灌注神经细胞损伤机制。     

阿魏酸钠对缺血预处理后大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用

目的探讨阿魏酸钠联合缺血预处理对脑缺血再灌注损伤的保护作用。方法采用四血管阻断法复制大鼠全脑缺血模型,动物随机分为非缺血对照组,缺血对照组,缺血预处理组和阿魏酸钠联合缺血预处理组,采用尼氏染色和TIIJNEL染色法观察阿魏酸钠联合脑缺血预处理在脑缺血再灌注时对皮层和海马CAl区神经元数及凋亡细胞效的影响。结果缺血对照组缺血6h大脑皮层及海马CAl区出现量凋亡细胞,缺血12h凋亡细胞逐渐增多,至2天时达高峰,缺血后7天神经元大量丢失;缺血预处理组各时点凋亡细胞数明显低于缺血对照组,缺血后7天神经元无明显丢失;阿魏酸钠联合缺血预处理组各个时点凋亡细胞数较缺血对照组及缺血预处理组均显著减少,缺血后7天神经元无明显丢失。结论阿魏酸钠联合缺血预处理可显著抑制缺血区神经细胞凋亡,加强脑缺血再灌注损伤的保护作用。     

黄芩苷对大鼠脑缺血再灌注损伤后海马神经元HSP70表达的影响

目的研究黄芩苷对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后海马神经元热休克蛋白质(HSP)70表达的影响。方法Wistar大鼠随机分为假手术组、脑缺血再灌注模型组、黄芩苷组(50，100和200 mg·kg^-1)以及尼莫地平0.4 mg·kg^-1组。利用大鼠大脑中动脉内栓线阻断法制备局灶性脑缺血再灌注损伤模型，通过HE染色、流式细胞术、免疫组织化学以及RT-PCR等方法，观察黄芩苷对缺血再灌注损伤大鼠脑组织病理形态学改变、神经细胞凋亡率以及HSP70表达的影响。结果黄芩苷可明显改善缺血再灌注损伤所致的大鼠脑组织病理形态学改变,降低神经细胞凋亡率，促进HSP70基因的转录与翻译。结论黄芩苷对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤具有保护作用，其作用机制可能与黄芩苷促进HSP70表达、抑制神经细胞凋亡有关。     

新型P2Y样G蛋白偶联受体GPR17在脑缺血损伤中的作用

目的探讨新型P2Y样G蛋白偶联受体GPR17对脑缺血及缺氧缺糖(OGD)诱导皮层混合培养细胞中神经元损伤及小胶质细胞激活的影响。方法①以线栓法制备大鼠局灶性脑缺血模型,采用免疫组织化学、Western blotting、RT-PCR以及免疫荧光等方法观察脑内GPR17的时空表达及细胞分布特点。大鼠侧脑室埋管给予GPR17 siRNA靶向沉默脑内GPR17表达,观察其对脑缺血急、慢性期神经元损伤和小胶质细胞激活的影响。②以OGD诱导大鼠皮层混合培养细胞的缺血性损伤,以GPR17 siRNA靶向沉默GPR17的表达,观察其对OGD诱导的原代皮层混合培养细胞中神经元损伤和小胶质细胞激活的影响。结果①缺血中心区,GPR17 mRNA及蛋白水平在再灌注24 h和7,14 d表达上调;缺血周边区,再灌注7,14 d表达上调。在正常大鼠脑组织,GPR17主要表达于神经元、少突胶质细胞。在缺血中心区,再灌注24 h GPR17主要表达于损伤的神经元、小胶质细胞和少突胶质细胞,再灌注14 d主要表达于增生激活的小胶质细胞,部分表达于少突胶质细胞;而在缺血周边区,再灌注24 h以及14 d,GPR17主要表达于神经元、小胶质细胞和少突胶质细胞。星形胶质细胞不表达GPR17。大鼠侧脑室给予GPR17 siRNA成功抑制脑内GPR17表达,显著改善再灌注24 h神经症状、减少脑梗死体积以及神经元损伤;同样,也改善再灌注14 d的脑萎缩和周边区的神经元损伤,并显著抑制小胶质细胞的增生激活。②大鼠原代皮层混合培养细胞中,OGD 1 h恢复24 h(OGD/R)诱导细胞活性降低,LDH释放增加,PI染色结果显示细胞坏死增加,以神经元死亡为主。GPR17 siRNA处理后减轻OGD/R诱导的细胞活性下降以及LDH释放,并减轻细胞坏死,以减轻神经元死亡为主;GPR17siRNA处理后能够改善小胶质细胞激活的形态变化。结论大鼠局灶性脑缺血后,脑内GPR17表达上调,介导缺血后急性神经元损伤以及亚急性/慢性期的小胶质细胞激活。GPR17还介导OGD诱导的大鼠皮层混合培养细胞中的神经元损伤和小胶质细胞激活。     

乐尔脉胶囊对大鼠缺血再灌注后期大脑皮层细胞凋亡的干预作用

目的:研究乐尔脉胶囊(LEM)对大鼠局灶性脑缺血2h再灌注30d后所致大脑皮层神经细胞凋亡的干预作用。方法:以线栓阻断(MCAO)法制备大鼠右侧大脑中动脉缺血再灌注模型,分为假手术、模型、盐酸氟桂利嗪及LEM高、低剂量组;应用免疫组化、凋亡细胞原位末端标记法(TUNEL)与逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测大鼠大脑细胞凋亡和细胞凋亡相关基因产物(Fas)、凋亡促进基因(Bax)mRNA的表达,并进行图像分析。结果:模型组凋亡细胞主要位于缺血侧大脑皮层缺血边缘区(半暗带区);缺血侧大脑皮层Fas、Bax mRNA的表达在缺血再灌注30d后仍有升高;LEM组Fas、Bax mRNA的表达显著低于模型组(P<0.01),凋亡细胞数也显著低于模型组(P<0.01)。LEM组可明显降低损伤侧脑组织Fas、Bax mRNA的表达,抑制细胞凋亡,减轻缺血再灌注对大鼠大脑皮层神经细胞的损伤。结论:LEM对大鼠脑缺血再灌注30d后的细胞凋亡有一定的干预作用。     

黄芩苷对脑缺血-再灌注损伤大鼠神经细胞凋亡及相关基因表达的影响

目的:研究黄芩苷对大鼠局灶性脑缺血-再灌注损伤后神经细胞凋亡以及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)-3、热休克蛋白(HSP)70表达的影响。方法:96只Wistar大鼠随机分为假手术组、脑缺血再灌注模型组、黄芩苷组(50,100,200 mg·kg-1),以及尼莫地平(0．4 mg·kg-1)组。利用大鼠大脑中动脉内栓线阻断法制备局灶性脑缺血-再灌注损伤模型,通过HE染色、流式细胞术、免疫组化以及RT- PCR等方法,观察黄芩苷对大鼠局灶性脑缺血-再灌注损伤后脑组织病理形态学改变、神经细胞凋亡率以及caspase-3、HSP70表达的影响。结果:黄芩苷可明显改善脑缺血-再灌注损伤所致的大鼠脑组织病理形态学改变,降低神经细胞凋亡率,抑制促凋亡基因caspase-3的表达,促进抑凋亡基因HSP70的表达。结论:黄芩苷对大鼠局灶性脑缺血-再灌注损伤具有保护作用,其作用机制可能与黄芩苷抑制caspase-3表达,促进HSP70表达,从而发挥抗凋亡作用有关。     

脑缺血灌注损伤的相关细胞通路调节研究进展

脑缺血灌注损伤主要指缺血脑组织恢复血液灌注后,脑组织损伤加重的病理现象。涉及缺血再灌注损伤后的相关细胞分子通路十分广泛,如NF-κB通路、酸敏感离子通路、超极化激活环核苷酸门控阳离子通路、丝裂原激活蛋白激酶通路、基质金属蛋白酶通路和水通道蛋白通路等,其主要参与再灌注损伤机制包括基于炎症、凋亡相关通路调节机制;基于钙离子作用相关通路调节机制;基于细胞凋亡通路调节机制以及脑水肿变化的通路机制。本文拟总结主要参与脑缺血再灌注损伤后的细胞分子通路及其作用机制,为进一步了解再灌注损伤机制提供参考。     

亚低温对沙土鼠海马CA1区缺血后细胞凋亡的影响

目的 探讨亚低温对沙土鼠短暂性脑缺血后海马CA1区细胞凋亡的影响。方法 阻断沙土鼠双侧颈总动脉15分钟造成前脑缺血模型。实验动物随机分为假手术组、缺血再灌注组、亚低温治疗组。用光镜观察海马CA1区的神经元死亡过程．采用原位末端标记(TUNEL)法检测凋亡的神经元。结果 脑缺血后．海马CA1区锥体神经元于再灌注后2～7天死亡,再灌注第3天神经元开始凋亡．第5天达高峰。亚低温治疗抑制了缺血后海马CA1区神经元的死亡及细胞凋亡。结论 亚低温治疗对脑缺血后的神经元具有保护作用．并可抑制神经细胞凋亡的发生。     

丙泊酚在脑缺血再灌注中对凋亡诱导因子核转位的影响

目的研究丙泊酚是否能降低凋亡诱导因子(AIF)线粒体核转位,阻止Caspase非依赖性神经元凋亡,从而起到脑保护作用。方法 Wistar大鼠60只随机分为假手术组(S组)、缺血再灌注组(I/R组)、抑制剂组(I组)、丙泊酚组(P组)。S组大鼠仅接受手术而不遭受全脑缺血再灌注损伤打击;I/R组大鼠采用二血管夹闭法制造缺血模型10 min,然后再灌注;I组大鼠在缺血前2 min经静脉注入Caspase抑制剂;P组大鼠在全脑缺血再灌注前1 h,经股静脉持续泵注丙泊酚持续1 h,之后注入抑制剂,2 min后建立全脑缺血再灌注损伤模型。缺血再灌注后6、24、48 h,取海马组织用流式细胞仪测细胞凋亡率、Western blot法分析AIF线粒体核转位、凋亡相关基因Bax、Bcl-2的表达情况。结果与I/R、S、I组相比,P组神经元凋亡率显著降低,Bax/Bcl-2比值显著降低,AIF蛋白表达水平明显减少。结论丙泊酚对脑缺血再灌注损伤的脑保护作用可能与抑制海马神经元中AIF线粒体核转位有关。     

急性脑缺血/再灌注后细胞病理改变及星形胶质细胞活化规律

目的 观察脑缺血/再灌注后不同时间点细胞病理改变及星形胶质细胞活化的规律。方法 本实验共采用85只SD雄性SPF级大鼠,将其随机分为假手术组、大脑中动脉闭塞90 min再灌注不同时间点组,后者分为再灌注3、6、12、24、48 h组。HE染色观察细胞病理改变,采用透射电镜观察脑缺血/再灌注后星形胶质细胞的亚显微结构,免疫印迹联免疫荧光法检测脑缺血/再灌注损伤后的GFAP表达。结果 脑缺血/再灌注后不同时间点可导致神经细胞发生不同程度的缺血/再灌注损伤,再灌注后24 h细胞损伤最为严重。透射电镜结果提示星形胶质细胞亚显微结构发生改变,细胞出现不同程度肿胀,线粒体嵴断裂等。脑缺血/再灌注后在缺血区GFAP表达呈时间依赖性逐渐升高,再灌注48 h后表达最高,而在梗死区表达逐渐减少。结论 脑缺血/再灌注后24 h神经细胞损伤最重,缺血半暗带区的星形胶质细胞形态发生变化,星形胶质细胞激活,伴随再灌注的推移,梗死区、缺血区边界逐渐清晰,可能出现胶质瘢痕。     

甘草酸二铵对大鼠脑缺血再灌致神经细胞凋亡的保护作用

研究表明,细胞凋亡是造成脑缺血-再灌注后迟发性持续神经细胞损伤不可忽视的重要因素.所以,减少神经细胞的凋亡对于减轻局灶性脑缺血再灌注损伤显得尤为必要.已有研究表明,甘草酸二铵为18α-甘草酸的铵盐制剂,具有很强的抗炎、抗过敏、保护膜结构和免疫调节作用[1].本实验则进一步研究了甘草酸二铵(DG)对缺血再灌注致脑神经细胞凋亡的保护作用.     

基于疾病与活性化合物靶点网络研究牛舌草治疗大鼠脑缺血-再灌注损伤的作用

目的 基于脑缺血-再灌注损伤与牛舌草中活性化合物靶点网络,研究牛舌草治疗大鼠脑缺血-再灌注损伤的作用及机制。方法 采用线栓法制备脑缺血-再灌注损伤大鼠模型,缺血1.5 h再灌注24 h,对大鼠神经功能进行评分,2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)测定大鼠脑梗死体积。采用网络药理学的分子网络分析技术、蛋白质-蛋白质相互作用网络、基因本体(GO)生物过程富集分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析、分子对接等方法研究牛舌草治疗脑缺血-再灌注损伤作用机制。结果 牛舌草给药治疗能够显著改善脑缺血-再灌注损伤引起的神经行为功能障碍,减轻脑组织病理损伤。并且牛舌草能够通过143个缺血性脑卒中相关靶点,调控炎症反应、细胞凋亡等生物过程,干预肿瘤坏死因子信号通路、血管内皮生长因子信号通路和缺氧诱导因子-1信号通路等发挥作用。结论 网络药理学及动物实验表明,牛舌草通过多靶点、多机制整体联合治疗脑缺血-再灌注损伤,可有效降低脑损伤和保护神经功能。     

内质网应激与脑缺血/再灌注损伤

内质网是蛋白质合成、加工和转运的主要场所。内质网应激是指缺血缺氧、葡萄糖或营养物质缺乏、药物、毒素等因素破坏内质网的稳态,出现错误折叠与未折叠蛋白在腔内聚集以及Ca2+平衡紊乱的状态。内质网早期或未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)能提高细胞在有害因素下的生存能力。但剧烈或者持久的ERS,能诱发凋亡机制。研究表明,脑缺血/再灌注后发生ERS,导致神经细胞凋亡和坏死,是引起再灌注损伤的重要原因。本文对近年来ERS在细胞凋亡调控中的重要作用及脑缺血/再灌注损伤与ERS的关系进行综述,这对脑卒中的理论及临床研究具有重要意义,也给治疗脑卒中的药物发现提供新思路。     

黄芪提取物对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后炎症因子及细胞凋亡的作用

目的研究黄芪提取物(EA)对局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用机制。方法采用线栓法大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型,以免疫组化法观察EA对缺血再灌注后大鼠脑组织中TNFα表达的影响、以放免法观察对IL1β水平的影响、以TUNEL法观察对脑组织细胞凋亡的影响。结果与模型组比较,EA(20、40、80mg·kg-1,ig)能减少TNFα的表达、降低IL1β水平和减少细胞凋亡数。结论EA对大鼠局灶性脑缺血再灌注后脑组织中TNFα及IL1β的升高和神经元的凋亡有明显的抑制作用。     

脑缺血再灌注后细胞凋亡基因的研究进展

急性脑血管病以高发病率、高死亡率、高致残率给社会、家庭和患者带来沉重的经济和精神负担.其治疗原则是及时恢复缺血区的血液灌注.然而在某些情况下缺血后再灌注不仅没有使组织功能恢复,反而使缺血所致的功能障碍和结构破坏进一步加重,这种现象即缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury).许多研究表明,脑缺血再灌注损伤过程包括坏死和凋亡.脑缺血再灌注可诱导多种基因表达,包括促凋亡基因和抑制凋亡基因.这些基因编码的蛋白质产物可直接或间接参与凋亡的调控.