托吡酯对癫痫持续状态大鼠海马神经元损伤的保护作用

为探讨托吡酯(topiramate,TPM)对癫痫持续状态(status epilepticus,SE)大鼠海马神经元损伤的保护作用,将大鼠随机分为正常对照组、海人酸(kanic acid,KA)组和TPM预处理组,观察海马神经元超微结构和bcl-2表达的变化。先将TPM组大鼠用TPM预处理,然后采用KA(10mg/kg)腹膜腔注射制作SE模型,在痫性发作终止后6、24和48h取海马进行研究。结果显示:KA组神经元呈凋亡特征;TPM组神经元结构大致正常,但出现核仁边聚和细胞器增多现象,亦观察到少量凋亡神经元。KA组于SE后6h观察到bcl-2表达增高,与对照组相比差异显著,(P<0.05);24h时开始减弱,48h仅有微弱表达;TPM组在24h时bcl-2呈强表达(P<0.001),并持续至48h。以上结果提示:托吡酯预处理能减轻癫痫大鼠神经元的损伤,其机制可能与上调bcl-2的表达有关。     

海人酸致痫大鼠海马CA3区神经元线粒体与细胞核损伤及caspase-3的表达变化

为了观察海人酸诱导的癫痫持续状态(SE)大鼠海马CA3区神经元线粒体与细胞核超微结构的损伤及caspase3的表达变化,本研究采用海人酸诱导2h,导致大鼠出现SE,然后分别于SE终止后第3、12、24h制作脑切片,用电镜观察线粒体和细胞核的超微结构,并用免疫组化方法检测caspase3的表达。SE终止后3h,电镜下可见线粒体的嵴肿胀和膜崩解。细胞核于SE后24h出现染色质显著边集的改变。caspase3的表达在SE后12h开始增加(与对照组相比,P<0.05),于第24h明显增高(P<0.01)。上述结果提示,在实验性SE模型中,线粒体超微结构的损伤早于caspase3的表达增高及细胞核的改变,线粒体的损伤可能是SE后神经元损伤的关键环节。     

癫痫持续状态大鼠海马Bim与Caspase-3的表达

目的:探讨在匹罗卡品致痫的癫痫持续状态(Status epilepticus,SE)大鼠模型中,Bcl-2-相互作用细胞死亡介导因子(Bim)与Caspase-3在大鼠海马组织中的表达。方法:雄性成年Sprague-Dawley(SD)大鼠,应用匹罗卡品产生SE 60 min后终止发作,24 h后取材,行HE染色及TUNEL染色,观察海马神经元的损伤及凋亡情况,Western Blot测定海马组织中Bim的表达,免疫组化检测Caspase-3的表达。采用Pearson相关分析法分析Bim与Caspase-3表达的相关性。结果:SE后24 h,海马组织HE染色见神经元数量减少,TUNEL染色阳性细胞数明显增加,Western Blot中Bim出现相对分子量26kD的条带,免疫组化染色可见大量Caspase-3阳性神经元。结论:大鼠SE后24 h,Bim与Caspase-3在海马组织神经元表达增加,且二者的表达呈正相关(r=0.901,P=0.001),海马神经元出现凋亡。     

聚腺苷二磷酸核糖糖苷水解酶调节癫痫大鼠海马组织凋亡诱导因子及炎症因子的研究

目的: 探讨聚腺苷二磷酸核糖糖苷水解酶(PARG)对癫痫大鼠海马神经元损伤的影响及其分子机制,探讨PARG抑制剂单宁酸对凋亡诱导因子(AIF)、白细胞介素1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α (TNF-α)的调节作用。方法: 应用Nissl染色方法检测海藻氨酸致痫大鼠海马神经元在单宁酸干预前后的变化;应用Western blotting检测单宁酸干预前后致痫大鼠海马组织聚腺苷二磷酸核糖、AIF、IL-1β和TNF-α表达的变化。结果: 单宁酸干预明显减少癫痫大鼠损伤海马神经元数目(P<0.05);增加致痫大鼠海马组织聚腺苷二磷酸核糖水平(P<0.05);增加致痫大鼠海马组织线粒体蛋白中AIF含量,降低核蛋白中AIF含量 (P<0.05);可显著降低致痫大鼠海马组织IL-1β和TNF-α蛋白表达(P<0.05)。结论: PARG抑制剂单宁酸可减轻癫痫大鼠海马神经元损伤,阻断线粒体AIF的核转位,抑制海马组织IL-1β和TNF-α的表达。     

急性癫痫大鼠海马Ca3区的Bcl-2、Caspase-3蛋白表达变化

目的探讨Bcl-2、Caspase-3在马桑内酯所致癫痫大鼠海马Ca3区的表达变化。方法40只SD大鼠随机分为癫痫组30只（又分为3h、6h、24h三个亚组）和对照组10只，应用免疫组织化学方法检测海马神经元中Bcl-2、Caspase-3的表达。结果①Bcl-2于致痫后6h表达增加，并于24h减少，与对照组比较有显著性差异（p〈0．05）。②Caspase-3于致痫后6h表达增加，并持续增加到24h，与对照组比较有显著性差异（p〈0．05）。③致痫组Bcl-2与Caspase-3的表达成反比，差异有统计学意义（p〈0．05）。结论Caspase-3蛋白的表达水平在癫痫发作后神经元的损伤中占有重要的作用，参与其凋亡的发生及其它功能的调控。Bcl-2可通过抑制Caspase-3的活性而抑制神经元的损伤，但是这种抑制作用是有限的。     

谷氨酸诱导海马神经元凋亡涉及线粒体释放细胞色素C

目的：建立体外谷氨酸诱导神经元兴奋损伤模型，探索其凋亡发生是否通过线粒体信号转导途径介导的细胞色素C（Cyt C）释放而实现，为今后干预性使用神经保护剂提供依据。方法:分离及培养新生Wistar大鼠海马神经元，选用合适谷氨酸浓度建立神经元损伤模型；利用LDH测定及流式细胞仪Annexin V/PI双染色法检测谷氨酸暴露后不同时点神经元凋亡及坏死的动态改变；采用Western blotting法检测caspase-3活性及线粒体内和胞浆内Cyt C水平动态变化。结果:谷氨酸诱导神经元损伤呈明显浓度及时间依赖性，50 μmol/L浓度可使LDH释放量明显增加 (18.4%,P<0.05)，暴露后6 h凋亡率显著增加；凋亡发生前，神经元caspase-3活性已明显增高（3 h），6 h达高峰；线粒体Cyt C释放发生在caspase-3增高前，30 min时胞浆内Cyt C水平即明显增加（P<0.05），3 h胞浆内Cyt C水平超过线粒体内，而线粒体内Cyt C水平进行性减少。结论:50 μmol/L谷氨酸可诱导海马神经元凋亡，凋亡机制可能是通过损伤线粒体膜，使Cyt C易位释放入胞浆激活caspase级联反应而致。     

树鼩海马微灌流谷氨酸和钙所致线粒体应激及银杏内酯B的影响

目的观察树鼩海马微环境中谷氨酸(Glu)及钙(Ca2 )改变对细胞色素C(CytC)释放以及caspase凋亡基因激活的影响,探讨银杏内酯B(GB)干预海马神经元线粒体应激的分子机制。方法使用单泵等速微灌流系统行树鼩海马Glu及Ca2 微灌流,24h后用免疫组化法观察海马神经元CytC蛋白表达;免疫印迹法检测线粒体及胞质的CytC含量;实时荧光定量PCR技术检测海马caspase-3及caspase-9 mRNA的含量。微灌流Glu和Ca2 溶液后6h于舌下静脉注射银杏内酯B5mg/kg,24h后观察上述指标的改变。结果树鼩海马微灌流Glu和Ca2 溶液后24h,线粒体CytC含量显著下降,而胞质部分出现CytC;海马组织caspase-3、caspase-9 mRNA明显升高。GB治疗组线粒体CytC含量增多,胞质中仍有CytC存在,而海马组织caspase-9 mRNA显著降低,但caspase-3 mRNA无差异。结论海马微环境中Glu与Ca2 的大量堆积促进线粒体CytC的释放,可能是激活caspase级联反应而导致线粒体应激、神经元继发损伤的始动环节;GB的神经保护效应可能与其特异性拮抗血小板活化因子(PAF)受体,抑制Ca2 内流,部分阻滞CytC释放入胞质,从而减少caspase-9基因转录有关。     

Wortmannin通过抑制癫痫大鼠海马自噬活性发挥神经保护作用

目的:探讨癫痫大鼠海马自噬活性的变化及自噬抑制剂wortmannin(WM)对致痫大鼠海马神经元的保护作用。方法:实验大鼠分为对照组、致痫2 h、8 h、16 h、24 h、72 h组和WM干预组。应用HE染色和Nissl染色观察癫痫大鼠海马神经元损伤的变化。免疫印迹检测海马组织微管相关蛋白1轻链3(LC3)Ⅱ/LC3Ⅰ的比值作为自噬活性的指标。结果:LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值在大鼠癫痫发作2 h时开始升高,24 h达到高峰,持续升高至少72 h。致痫24 h时海马CA1区出现明显神经元损伤和丢失。WM干预组CA1区存活神经元数目(100.88±18.73)显著高于癫痫组(70.16±5.09)(P0.05),LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值低于癫痫组(P0.05)。结论:癫痫发作导致的海马损伤时存在自噬激活现象;WM通过抑制自噬活性减轻癫痫发作所致的海马损伤,具有神经保护作用。     

灵芝孢子粉对癫痫大鼠学习记忆、caspase-3和livin的影响

目的： 观察灵芝孢子粉对戊四氮（PTZ）致痫大鼠学习记忆变化、caspase-3和livin的影响,探讨癫痫发病机制及灵芝孢子粉的干预作用。方法: 将Wistar大鼠分为对照组、模型组和灵芝孢子粉干预组。用Y迷宫检测各组大鼠学习记忆能力,用免疫组化染色观察caspase-3和livin的表达,用BI-2000医学图像分析系统比较各蛋白的阳性单位（PU）。结果: 戊四氮点燃后的大鼠学习记忆能力显著下降（P<0.05）。癫痫组海马及皮层caspase-3表达水平增加（P<0.05）,且与livin呈负相关。灵芝孢子粉治疗后学习记忆能力增强,神经元的变性、坏死和凋亡减轻。结论: Caspase-3、livin参与了癫痫后脑组织神经元的凋亡过程,灵芝孢子粉能够提高癫痫大鼠学习记忆能力,这可能与其降低caspase-3表达而保护神经元有关。     

己酮可可碱对兔缺血再灌注损伤脊髓的保护作用及机制

目的： 对己酮可可碱(PTX)在脊髓缺血再灌注损伤中神经元的保护作用及其机制进行初步探讨。方法: 采用日本大耳白兔腹主动脉夹闭法建立脊髓缺血再灌注损伤动物模型，随机分为A组（假手术组，8只）、B组（对照组，20只）、C组（夹闭血管前用药组，20只）、D组（再灌注即刻用药组，20只）。于再灌注后12 h、24 h、48 h、72 h检测血TNF-α活性、组织MPO活性、免疫组化法观察并检测PECAM-1及caspase-3表达、HE染色观察神经元并计数坏死神经元、TUNEL染色观察并计数凋亡神经元、电镜观察坏死及凋亡神经元形态改变，并于再灌注后48 h进行运动功能评分（改良Tarlov评分）。结果: 用药组（C组及D组）改良Tarlov评分明显高于对照组（P<0.05），血TNF-α、组织MPO含量、免疫组化PECAM-1及caspase-3表达强度均明显下降，HE及TUNEL染色切片中坏死细胞及凋亡细胞均明显减少，与对照组有显著差异（P<0.05）。假手术组未见坏死及凋亡细胞。结论: 己酮可可碱在脊髓缺血再灌注损伤中能够发挥抑制神经元坏死及凋亡的双重脊髓保护作用。     

依达拉奉对惊厥持续状态幼年大鼠海马中caspase-3和caspase-12表达的影响

目的:探讨依达拉奉(edaravone,ED)对幼年大鼠惊厥持续状态(status convulsion,SC)后海马中caspase-3和caspase-12表达的影响。方法:将195只SD幼年雄性大鼠随机分为生理盐水对照组(NS组)、SC组和ED组;各组又均按时点分为4 h、12 h、24 h、48 h和72 h 5个亚组,每组13只。采用氯化锂-匹鲁卡品化学点燃法制备幼年大鼠SC模型。应用免疫组织化学法检测大鼠海马中caspase-3和caspase-12蛋白表达情况,逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)法检测caspase-3和caspase-12 mRNA的表达。结果:(1)免疫组织化学法检测SC 24~72 h组幼年大鼠海马中caspase-3表达增强,与NS组比较差异有统计学意义(P0.05);与SC组比较,ED 48~72 h组的caspase-3表达明显降低,差异有统计学意义(P0.05);RT-PCR法检测结果显示caspase-3 mRNA的表达趋势与蛋白基本相似。(2)免疫组织化学法检测SC组幼年大鼠海马中12~72 h组caspase-12表达增强,与NS组比较差异有统计学意义(P0.01);与SC组比较,ED 24~72组caspase-12表达明显降低,差异有统计学意义(P0.05);RT-PCR法检测结果显示caspase-12 mRNA的表达趋势与蛋白基本相似。(3)经比较,ED组Ⅴ级惊厥率较SC组低,差异有统计学意义(P0.05);且ED组惊厥潜伏期也较SC组明显延长,差异有统计学意义(P0.05)。结论:依达拉奉可抑制匹鲁卡品所致SC大鼠海马caspase-12和caspase-3的表达,提示依达拉奉对SC引起的脑损伤可能有保护作用。     

氧葡萄糖剥夺-再恢复后抑制小胶质细胞TLR9激活对神经元的保护作用

目的:观察氧葡萄糖剥夺-再恢复(OGDR)后小胶质细胞BV-2 Toll样受体9(TLR9)激活对神经元凋亡的影响。方法:对BV-2细胞或TLR9-siRNA转染的BV-2细胞进行OGDR处理4 h后,将细胞上清添加至OGDR处理4 h的小鼠原代皮层神经元中,继续正常培养24 h后,倒置显微镜下观察神经元形态变化,TUNEL染色检测神经元凋亡,Western blotting检测神经元caspase-3蛋白的表达。实验分为正常BV-2组、negative control-siRNA组、TLR9-siRNA组、OGDR组、OGDR+NC-siRNA组、OGDR+TLR9-siRNA组和对照组(神经元OGDR后不添加BV-2细胞上清)。结果:OGDR后神经元胞体肿胀,折光性下降,出现空泡样变,轴突变细、扭曲、断裂。TUNEL染色各组均可见绿染凋亡小体。与对照组比较,其它组的caspase-3蛋白表达升高(P0.05);与正常BV-2组比较,OGDR组和TLR9-siRNA组的caspase-3蛋白表达升高(P0.05);OGDR+TLR9-siRNA转染组与TLR9-siRNA转染组和OGDR组比较,caspase-3蛋白表达下降(P0.05)。结论:OGDR后BV-2细胞TLR9激活致神经元凋亡增多,caspase-3蛋白表达升高;抑制TLR9表达后,神经元损伤减轻。     

异丙酚对大鼠内毒素脑损伤AIF表达和细胞凋亡的影响

目的: 研究凋亡诱导因子(AIF)和细胞凋亡在大鼠内毒素(LPS)脑损伤中的变化情况,探讨异丙酚在脑损伤中的保护作用及其机制。方法: SD大鼠72只,雌雄不限,体重220~250 g,随机分为3组(n=24):内毒素组(LPS组)和内毒素+异丙酚组(LPS+propofol组)经左颈内动脉注射LPS(1 mg/kg)建立大鼠内毒素脑损伤模型,对照组(control组)经颈内动脉注射等量生理盐水,LPS+propofol组颈内动脉注射LPS后即予异丙酚100 mg/kg剂量腹腔注射。3组分别于6、12、24和48 h随机处死6只大鼠,取额叶皮质,检测脑组织含水量,Annexin V-PI法检测神经细胞凋亡,免疫组织化学检测AIF、NF-κB和caspase-3表达水平的变化,Western blotting测AIF表达的变化。结果: 与对照组相比,LPS组和LPS+propofol组各时点脑组织含水量增高,凋亡细胞增多,AIF、NF-κB和caspase-3表达增加(P<0.05, P<0.01);与 LPS组比较, LPS+propofol组各时点脑含水量、凋亡细胞、AIF、NF-κB和caspase-3表达明显减少 ( P<0.05, P<0.01)。结论: 异丙酚减轻大鼠内毒素性脑损伤的机制与抑制脑组织AIF表达水平及减轻神经细胞凋亡有关。     

大鼠脊髓半横断损伤后脊髓神经细胞凋亡与caspase-3的表达

为研究损伤脊髓神经细胞凋亡和相联系的caspase-3的表达,用原位末端标记法(TUNEL)检测了成年大鼠胸脊髓(T9)半横断损伤(hSCI)后脊髓神经细胞的凋亡变化,并用免疫组织化学染色方法观察了caspase-3的表达。结果显示:hSCI后6h损伤侧脊髓腹角即出现较多的TUNEL阳性神经细胞,并持续至5周。损伤脊髓的吻侧段于手术后4d达高峰,尾侧段脊髓于伤后1d达高峰。与假手术组相比,在所有观察的时间点TUNEL阳性神经细胞的数量在损伤侧均有明显增加。caspase-3免疫组化染色显示,与假手术组相比,伤后6h损伤侧脊髓腹角caspase-3表达也明显增加,并持续至5周。以上结果提示hSCI后,脊髓可出现神经细胞凋亡,且此凋亡的发生可能与caspase-3的表达有关。     

Activation of the caspase cascade underlies the rat trigeminal primary neuronal apoptosis induced by neonatal capsaicin administration

The systemic administration of capsaicin is known to cause a massive loss of sensory primary neurons in newborn rats. Here we examined the trigeminal ganglion neurons immunohistochemically for the possible induction of activated forms of caspases-9 and -3 following a subcutaneous injection of capsaicin in newborn rats. The DNA fragmentation signal was labeled by a TUNEL method. TUNEL-positive neurons were rare (< 0.5%) at 24 h after injection of the vehicle without capsaicin. After the capsaicin injection, TUNEL-positive neurons began to increase by 12 h, reached a peak at 24 h (11.4%), and returned to the control level by 120 h. Vehicle control levels of caspase- 9-immunoreactive (ir) and caspase-3-ir neurons were low (< 0.5%). Neonatal capsaicin administration induced caspase-9-immunoreactivity (ir) and -3-ir. The temporal distributions of caspase-9-ir and caspase-3-ir neurons were similar to those of TUNEL-positive neurons with peak expressions at 24 h of 13.2 and 11.1%, respectively. A double-stain analysis at 24 h post-injection indicated 72% of TUNEL-positive neurons were caspase-9-ir, and 70% caspase-3-ir. Conversely, 78 and 68% of caspase-9-ir and caspase-3-ir neurons, respectively, were TUNEL-positive. Comparison of two adjacent sections immunostained for the two different antigens revealed the co-expression of the two caspases. These results suggest that neonatal capsaicin triggers the caspase cascade and, thereby, induces trigeminal primary neuronal apoptosis.     

电磁脉冲对大鼠大脑额叶皮层炎性因子TNF-α、IL-1β及NFκBp65表达的影响

目的:研究电磁脉冲(electromagnetic pulse,EMP)的生物学效应,为免受电磁辐射损伤提供新的研究靶点。方法:成年雄性SD大鼠随机分为四组:对照组、EMP照后1 h组、EMP照后6 h组、EMP照后24 h组。通过HE染色、ELISA和Western Blot实验方法,研究EMP(400 kv/m,200个脉冲)连续辐照3 d后在不同组大鼠大脑额叶皮层神经元的组织学变化、额叶皮层组织炎性因子-肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)以及NFκBp65的表达变化。结果:(1)HE染色结果显示:经EMP辐照6 h后,大脑额叶皮层内异常神经元数目增多,异常神经元细胞核边移,胞浆与细胞核深染。(2)ELISA结果显示:EMP辐照后,大脑额叶皮层内TNF-α水平随时间逐渐升高,于辐照后6 h尤为明显(P0.05),24 h逐渐恢复至正常;IL-1β水平各实验组均较对照组明显升高,于辐照后1 h升高最为明显(P0.05)。(3)Western Blot结果显示:经EMP辐照后,6 h组大脑额叶皮层内NFκBp65的表达明显增多,与对照组相比,差异有统计学意义(P0.05)。结论:电磁脉冲照射会引起大鼠大脑额叶皮层神经元损伤和炎性反应,其机制可能是通过诱导NFκB活化,启动炎性反应,进而导致大脑额叶皮层神经元损伤。     

Involvement of caspase-1 proteases in hypoxic brain injury. effects of their inhibitors in developing neurons

To further explore the contribution of caspase-1/interleukin-1beta-convening enzyme in the consequences of hypoxia in developing brain neurons, its temporal expression profile was analysed by immunohistochemistry and western blotting in cultured neurons from the embryonic rat forebrain subjected to a hypoxic stress (95% N2/5% CO2 for 6 h), and proteolytic activity of caspase-1 was monitored as a function of time by measuring the degradation of a selective colorimetric substrate (N-acetyl-Tyr-Val-Ala-Asp-p-nitroanilide). In addition, the influence of pre- and posthypoxic treatments by caspase-1 inhibitors (N-acetyl-Tyr-Val-Ala-Asp-aldehyde and N-acetyl-Tyr-Val-Ala-Asp-chloromethylketone) was tested on cell outcome. Hypoxia led to delayed apoptotic neuronal death, with an elevation of the expression of both pro-caspase-1 and caspase-1 active cleavage product (ICE p20) for up to 96 h after cell reoxygenation. As reflected by cleavage of the specific substrate, caspase-1 activity progressively increased between 24 h and 96 h posthypoxia, and was blocked by inhibitors in a dose-dependent fashion. The inhibitory compounds, including when given 24 h after hypoxia, prevented neuronal death, reduced apoptosis hallmarks and also increased the number of mitotic neurons, suggesting they might promote neurogenesis. Similar observations were made when neurons were exposed to a sublethal hypoxia (i.e. 3 h). These data emphasize the participation of caspase-1 in neuronal injury consecutive to oxygen deprivation, and provide new insight into the possible cellular mechanisms by which caspase inhibitors may protect developing brain neurons.