JAK2-STAT3信号通路在树鼩脑缺血后适应中的作用机制

 目的：观察JAK2-STAT3信号转导通路在树鼩缺血后适应（ischemic postconditioning,IPoC）神经保护中的调控作用,探讨阻断JAK2-STAT3通路后脑损伤加重的机制。方法：通过光化学反应建立树鼩血栓性脑缺血模型;于缺血后4 h夹闭患侧颈总动脉3次（每次5 min）实施IPoC。于IPoC前10 min侧脑室注射AG490（JAK2抑制剂）后,采用TTC染色观察树鼩脑梗死面积的变化,通过HE染色和电镜观察脑皮层神经元形态改变及超微结构变化,应用Western blot检测IPoC及AG490处理后皮层t-STAT3和p-STAT3蛋白水平的变化。结果：缺血24 h,皮层神经元固缩,线粒体肿胀,嵴溶解;脑梗死面积占半脑面积的（24.78±3.30）%;此时皮层神经元STAT3磷酸化水平明显增高（P<0.01）。IPoC后皮层神经元损伤减轻,线粒体肿胀改善,脑梗死面积占半脑面积的百分比减小为（17.67±1.83）%（P<0.01）,STAT3磷酸化水平进一步增高（P<0.01）。然而,给予AG490处理后,皮层神经元损伤加重,脑梗死面积再次增大为（23.85±2.77）%（P<0.05）,STAT3磷酸化水平则明显降低（P<0.05）。结论：IPoC可能通过调控STAT3的磷酸化而减轻树鼩缺血性脑损伤,抑制JAK2-STAT3信号通路可抵消IPoC的保护效应而加重脑损伤。     

缺血后适应促进树鼩血栓性脑缺血时紧密连接occludin/ZO-1蛋白表达及抑制脑水肿的机制

 目的: 研究脑缺血及缺血后适应(postconditioning,PC)条件下,树鼩脑缺血时局部脑血流(regional cerebral blood flow,rCBF)、脑水肿及紧密连接(tight junction,TJ)的occludin和zonula occludins(ZO)-1蛋白表达的改变;探讨TJ表达对脑水肿及脑梗死的影响及其可能机制。方法: 将72只健康成年树鼩随机分为对照组、脑缺血组和脑缺血+PC组,其余3只动物用于磁共振成像(MRI)观察。通过光化学反应诱导树鼩局部血栓形成;缺血PC组于缺血后4 h夹闭患侧颈总动脉3次(每次5 min)实施PC处理。用电镜观察神经超微结构,用TUNEL法检测海马神经元的凋亡数量,用激光多普勒血流监测仪检测缺血区的rCBF,用免疫组化及Western blot法观察缺血海马occludin/ZO-1蛋白的表达,MRI技术监测脑梗死体积,组织干湿法检测脑含水量的改变。结果: 树鼩脑缺血后海马CA1区的正常神经元明显减少以及神经元超微结构明显异常。脑缺血组TUNEL阳性细胞数明显增加(P<0.01),rCBF明显降低,occludin/ZO-1表达减弱(P<0.01),脑含水量和脑梗死体积明显增加(P<0.01)。经PC处理的动物,缺血区rCBF增加,TJ表达增强,脑含水量降低,且TUNEL阳性细胞数和脑梗死体积明显减小(P<0.01)。结论: 缺血PC可增加树鼩缺血区rCBF但不增加局部含水量;提示缺血PC缩小脑梗死体积可能与occludin/ZO-1表达增强而抑制脑水肿有关。     

缺血后适应调控树鼩脑缺血海马CA1区Akt（pS473）和Akt（pT308）过磷酸化的抗凋亡机制

观察树鼩脑缺血海马神经元Akt（pS473）和Akt（pT308）磷酸化改变对CA1区细胞凋亡的影响,探讨缺血后适应（PC）抑制细胞凋亡的可能机制。方法 用光化学诱导法诱导树鼩脑缺血并建立缺血PC模型;用免疫组织化学TACS原位凋亡检测试剂盒检测皮层及海马CA1区神经元凋亡数量,用免疫组织化学法检测Akt（pS473）和Akt（pT308）表达的空间分布,用ELISA法检测海马CA1区神经元Akt（pS473）和Akt（pT308）磷酸化水平;用电子显微镜观察其神经元超微结构改变。 结果 脑缺血后神经元皱缩,核消失以缺血24h为著。脑缺血后4 h、24 h及72 h皮层及海马CA1区神经元TUNEL阳性细胞数明显增加（P<0.01）,海马CA1区神经元Akt (pS473) 和Akt (pT308)的表达及磷酸化水平明显升高,以脑缺血4 h的改变最明显,分别为(152.3±3.5) units/mg、(130.8±2.6) units/mg和(149.5±4.7)units/mg和 (42.35±2.49) units/mg、(19.23±1.41) units/mg和(23.38±1.32) units/mg (P<0.01）。缺血PC组神经元损伤明显减轻,皮层及海马CA1区TUNEL阳性细胞明显减少（P<0.01）,且与海马神经元Akt (pT308)活化水平呈平行改变(P<0.05）。结论 树鼩脑缺血海马CA1区细胞凋亡与Akt(pS473) 和Akt (pT308)过磷酸化的信号机制有关,缺血PC抑制海马神经元Akt(pS473) 和Akt(pT308)双磷酸化可能具有抗凋亡作用。     

氟代柠檬酸抑制缺血后适应对树鼩脑缺血后海马HIF-1α/iNOS信号通路调控的脑损伤机制

目的:观察缺血后适应(PC)对树鼩脑缺血时海马HIF-1α/i NOS信号通路的调控作用,探讨抑制星形胶质细胞(AS)代谢加重脑损伤的机制。方法:光化学法建立血栓性脑缺血动物模型,氟代柠檬酸盐(FC)作为AS代谢抑制剂,于脑缺血后4 h闭/开缺血侧颈总动脉5 min,共3个循环以建立缺血PC模型。67只雄性树鼩随机分为对照组(n=9)、缺血4 h组(n=9)、缺血24 h组(n=9)、缺血PC 4 h组(n=9)、缺血PC 24 h组(n=9)、FC预处理4 h组(n=11)和FC预处理24 h组(n=11)。采用TTC染色观察树鼩脑梗死体积的变化,通过HE染色观察海马神经元病理学改变,用激光多普勒监测缺血区区域性脑血流(r CBF),免疫组化及Western blot检测海马i NOS表达,用分光光度计测定海马NO产量,用ELISA分析海马HIF-1α水平的变化。结果:脑梗死体积随缺血时间延长而增大,以缺血24 h为显著(P 0. 05);脑缺血后4 h和24 h皮层r CBF均下降(P 0. 05);而海马HIF-1α和i NOS表达增强,NO生成显著升高(P 0. 05)。缺血PC可增加皮层r CBF(P 0. 05),显著缩小脑梗死体积(P 0. 05),下调海马i NOS表达并减少NO的生成(P 0. 05)。而FC预处理组r CBF显著低于缺血组(P 0. 05),海马神经元损伤程度较缺血组加重,脑梗死体积随之增大(P 0. 05)。结论:缺血PC通过调控HIF-1α和i NOS表达而减轻缺血性脑损伤,抑制AS功能可削弱缺血PC介导的保护效应而加重脑损伤。     

高血糖和脑缺血对树鼩皮层不同区域VEGF表达的影响

目的：研究高血糖及局灶性脑缺血条件下,树鼩皮层不同区域VEGF表达的变化,探讨脑缺血、高血糖与VEGF之间的相互关系。方法：用链脲佐菌素复制树鼩高血糖模型,并建立光化学诱导皮层局灶性脑缺血,观察缺血4 h、24 h及72 h的病理形态学改变并计数海马神经元密度,用免疫组化法测定上述时间树鼩缺血中心区、半暗带、对侧皮层VEGF表达的动态变化。结果：形态学观察显示,光化学反应后4 h照射区皮层可见梗塞灶;24 h病损达高峰;72 h伴随胶质细胞增生等修复性反应。相应时点高血糖加缺血组的损伤大于缺血组,以缺血后24 h(P<0.01)和72 h(P<0.05)尤为显著。免疫组化染色表明,缺血后4 h皮层缺血半暗区可见VEGF表达增加, 24 h达高峰,72 h减弱;单纯高血糖也使VEGF表达上调;高血糖加缺血组VEGF表达强于单纯高血糖组(P<0.05),但高血糖加缺血组与缺血组的同期值比较,无显著差异。结论：(1)在低等灵长类动物树鼩体内注射链脲佐菌素,并结合血栓性局部脑缺血方法学的应用能成功复制出实验性高血糖及脑缺血模型;(2)实验证明高血糖对局灶性脑缺血有恶化加重作用;(3)脑缺血及高血糖均可分别作为独立因素诱导VEGF的表达;但缺血与高血糖相加对VEGF表达未显示出叠加效应。     

脑缺血及后适应对树鼩海马内质网应激信号分子PERK及GRP78的影响

目的:探讨脑缺血及后适应对树鼩海马内质网应激信号分子蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)及葡萄糖调节蛋白78(GRP78)的影响及后适应的脑保护机制。方法:光化学反应诱导树鼩局部血栓性脑缺血,于脑缺血后3.5 h夹闭、打开缺血侧颈总动脉交替3个循环(每次5 min)以复制缺血后适应模型。HE染色观察缺血侧海马神经元损伤及超微结构变化,RT-PCR检测脑缺血及后适应不同时间海马组织PERK及GRP78 mRNA表达的变化,免疫组织化学法与Western blot法检测PERK及GRP78的蛋白定位及表达变化。结果:海马神经元随脑缺血时间延长而损伤加重,缺血24 h损伤最为严重,后适应可减轻损伤。脑缺血4 h、24 h及72 h PERK的mRNA及蛋白表达较假手术组增高(P0.05),后适应组与相应的缺血组相比,PERK的mRNA及蛋白表达减少,4 h、24 h差异显著(P0.05);脑缺血4 h、24 h及72 h GRP78的mRNA及蛋白表达与假手术组无明显差异,后适应24 h组较缺血24 h组表达增高(P0.05)。结论:树鼩局部血栓性脑缺血可激活缺血侧海马内质网应激反应,引起PERK/e IF2α信号转导通路中相关分子PERK的mRNA及蛋白表达增高。缺血后适应处理通过下调PERK、上调GRP78的表达,减轻内质网应激反应,减少神经元损伤,具有一定的脑保护作用。     

缺血后适应对树鼩海马CA1区脑血流及星形胶质细胞活化的影响及可能机制

目的：研究缺血后适应（PC）对树鼩局部脑缺血海马CA1区脑血流（rCBF）与星形胶质细胞（AS）活化的影响，探讨缺血PC影响AS表达胶质纤维酸蛋白（GFAP)的可能机制。方法：建立树鼩血栓性局部脑缺血及缺血PC模型，通过激光多普勒（LD）血流计测量脑缺血后4 h、8 h、12 h、24 h及72 h海马CA1区rCBF的改变；用免疫组化法测定脑缺血上述时间海马GFAP的表达，并用图像分析系统测定其平均灰度值。于脑缺血后4 h重复3次夹闭缺血侧颈总动脉实施缺血PC，并观察其对海马CA1区rCBF和AS活化以及GFAP表达的影响。结果：树鼩脑缺血后4h海马CA1区GFAP阳性细胞数增多，AS表达GFAP增强，24h可见AS胀亡；72h海马CA1区AS表达GFAP达高峰（120.0±2.1，P＜0.01）。脑缺血时海马CA1区rCBF逐渐降低，以24 h的改变最显著,为(2.55±0.28) PU，P＜0.01；72 h时海马CA1区rCBF略有增加，为(9.84±1.22) PU。实施缺血PC后，海马CA1区rCBF逐渐增加，72 h最显著,为(18.74±1.60) PU，P＜0.01；此时海马GFAP表达进一步增强（111.0±1.3),P＜0.01。但AS胀亡的病理改变基本消失。结论：多次短暂的闭塞动物的颈动脉可延长树鼩脑缺血治疗的“时间窗”；缺血PC的脑保护机制可能与增加海马rCBF、调控AS活化及改善海马微环境有关。     

树鼩脑缺血后适应升高海马区rCBF及VEGF的变化

目 的：研究树鼩局部脑缺血海马rCBF与血管内皮生长因子（VEGF）间的关系，探讨缺血后适应（PC）对rCBF与VEGF表达的改变及其机制。方 法：建立树鼩血栓性局部脑缺血及缺血PC模型，通过激光多普勒血流计测量脑缺血后4、8、12、24及72h海马CA1区rCBF的改变；用免疫组化法测定脑缺血上述时间海马VEGF的表达，并用图像分析系统测定其平均灰度值。于脑缺血后4h重复3次夹闭缺血侧颈总动脉实施缺血PC，并观察其对海马CA1区rCBF及VEGF表达的影响。结 果：树鼩脑缺血后4h海马CA1区VEGF阳性细胞数增多，以12h表达最强（P＜0.01），72h表达最低（P＞0.05）。脑缺血时海马rCBF逐渐降低，以24h的改变最显著（为2.55±0.28PU，P＜0.01）；72h时海马rCBF略有增加，为9.84±1.22 PU。实施缺血PC后，海马CA1区rCBF逐渐增加，72h最显著（P＜0.01）与此同时VEGF的表达除8h（P＞0.05）外，其余各组均比血栓性缺血组增强（P＜0.01），以12h组最明显；电镜显示缺血24h血栓性缺血组的海马线粒体应激及内质网池形成最明显，给予PC后得以缓减。结 论：树鼩脑缺血时海马CA1区rCBF减少的程度与VEGF表达增加具有密切联系；缺血PC可延长治疗的时间窗；缺血12h内VEGF表达的明显增强可能与rCBF改善有关；PC对海马rCBF的影响可能是神经元保护的关键所在。     

树鼩脑缺血后适应升高海马区rCBF及VEGF的变化

目的 探讨缺血后适应(PC)缓解海马rCBF与血管内皮生长因子(VEGF)的变化及其机制.方法 建立树鼩血栓性局部脑缺血模型,通过激光多普勒血流计测量海马CA1区rCBF含量;用免疫组化法测定海马VEGF的表达.结果 树鼩脑缺血时海马rCBF逐渐降低,以24 h的改变最显著,脑缺血后海马CA1区VEGF阳性细胞数增多,12 h表达最强(P<0.01);缺血PC可显著影响缺血所致的改变:rCBF逐渐增加,72 h最显著(P<0.01),与此同时VEGF的表达除8 h外均比血栓性缺血组增强(P<0.01),12 h组最明显;电镜显示缺血24 h血栓性缺血组的海马线粒体应激及内质网池形成最明显,给予PC后得以缓解.结论 缺血12 h内PC通过明显增强VEGF的表达可能与其改善rCBF有关,从而延长治疗的时间窗.     

缺血后适应对树鼩海马CA1区神经元Akt信号转导调控的机制研究

目的: 了解缺血后适应(PC)对树鼩脑缺血时海马CA1区神经元磷脂酰肌醇-3激酶/Akt(PI-3K/Akt)下游底物丝/苏氨酸蛋白激酶(Akt Ser-473/Thr-308)磷酸化(Akt /Akt )的调控,探讨Akt信号转导通路在缺血PC脑保护中的作用机制。方法: 以树鼩为实验动物,用光化学诱导法复制局部脑缺血,并于脑缺血后3 h 30 min反复夹闭缺血侧颈总动脉3个循环(5 min 1个循环)以制备后适应模型。在光镜、电镜下观察海马CA1区神经元损伤及其超微结构变化的同时,采用免疫组化法了解脑缺血树鼩海马CA1区神经元Akt /Akt 的分布及定位,并以灰度值检测磷酸化强度。结果: 脑缺血可导致树鼩海马损伤及细胞超微结构的明显异常;而缺血PC可使海马CA1区神经元超微结构的异常明显改善。免疫组化结果显示,对照组海马CA1区Akt 及 Akt 的磷酸化为阴性。缺血PC组与缺血组在不同时点的胞浆、胞膜均出现Akt ,但缺血72h Akt 减弱(灰度值146.6±2.9)。缺血组Akt 仅在4 h明显增强(灰度值135.5±2.2),随后则未检测到(灰度值分别为165.3±3.7,163.3±2.5)。而缺血PC组4 h时点Akt 呈阴性,随后24 h、72 h则持续显著的阳性。结论: 缺血PC能明显减轻海马CA1区神经元的缺血性损伤,其保护机制可能与 Akt Ser-473和Thr-308 2个位点磷酸化导致PI-3K/Akt信号转导途径的激活有关。     

缺血后适应减轻树鼩缺血性脑水肿及脑梗死的机制

目的 观察缺血后适应对树鼩血栓性脑缺血时大脑皮层脑水含量、局部脑血流、梗塞面积及神经元超微结构的影响,探讨其对树鼩脑缺血时神经保护的可能机制。 方法 将88只健康成年树鼩随机分为对照组、脑缺血4 h组、脑缺血24 h组、后适应4 h组及后适应24 h组（每组n=8）,另取8只动物做HE染色（n=3）及电子显微镜观察（n=5）。本实验采用光化学反应诱导树鼩血栓性脑缺血而建立脑缺血动物模型,在脑缺血模型建成后4 h夹闭缺血侧颈总动脉5 min,再灌注5 min,如此交替进行3个循环以建立缺血后适应模型。测定大脑皮层局部脑血流,脑组织含水量,脑梗死范围,并观察皮层及海马CA1区神经元超微结构改变。 结果 脑缺血时神经元固缩,线粒体肿胀,嵴溶解或形成空泡,内质网肿胀,内质网池形成。缺血后适应能使海马CA1区神经元固缩减少,线粒体和内质网的病理改变减轻,细胞水肿改善。随着缺血时间的延长,缺血24h组脑水含量明显增加86.81%±1.08%,此时脑梗塞面积明显扩大33.00%±3.03%,局部脑血流明显降低（134.27±28.75）ml/min。缺血后适应24h组脑组织含水量明显减少（81.04%±1.04%,P＜0.01）;脑梗塞面积缩小（16.79%±1.29%,P＜0.01）;而局部脑血流明显增加［（195.25±21.18）ml/min,P＜0.01］。 结论 缺血后适应可缓解树鼩缺血性脑水肿并缩小梗死范围,其机制可能与改善局部脑血流有关。     

树鼩2型糖尿病加剧缺血性脑损伤的可能机制

目的 建立树鼩2型糖尿病（T2DM）合并脑缺血模型,探讨代谢异常加剧缺血性脑损伤的可能机制。 方法 将36只健康成年树鼩随机分为4组,即对照组、脑缺血组、T2DM组及T2DM +脑缺血组(每组n=9)。采用高脂饲养联合链脲佐菌素（STZ）注射建立实验性糖尿病模型,通过光化学反应诱导树鼩局部血栓形成,以临床症状最突出的缺血后24 h作为观察的时间点,通过血清生化指标的检测了解机体代谢状态,采用2,3,5-氯化三苯基甲氮唑（TTC）、HE染色及透射电子显微镜观察超微结构对缺血性脑损伤进行评价。 结果 树鼩T2DM和T2DM合并脑缺血组树鼩的体重有所降低［(120.29±13.82) g］,但差异无统计学意义,而血糖（FBG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白固醇（LDL-C）及甘油三酯（TG）明显升高,分别为（26.75±10.60）mmol/L、（7.40±3.26) mmol/L、（2.93±0.70）mmol/L、（1.93±0.63）mmol/L（P<0.05）和（32.29±6.08）mmol/L（7.80±3.41) mmol/L、（3.06±0.95）mmol/L和（1.73±0.29）mmol/L,（P<0.01）; 血清C-反应蛋白（CRP）水平明显升高［（1.43±0.53）mg/L,P<0.01］。糖尿病树鼩合并脑缺血时上述指标的改变更为明显,神经元受损及脑梗死面积明显增加［（19.56±1.25）%,P<0.01］。 结论 T2DM树鼩代谢异常可加剧缺血性脑损伤,其机制可能与高血糖及CRP协同作用引起的炎症反应有关。     

高血糖对树鼩脑皮层局灶性缺血时海马微环境离子稳态及神经元继发性损伤的影响

 目的：研究高血糖对树鼩脑皮层血栓性缺血时海马微环境离子稳态的影响,探讨高血糖在缺血后神经元继发性损伤中的作用及机制。方法：用链脲佐菌素复制树鼩高血糖模型,并用光化学方法诱导脑皮层局部血栓性缺血,用单泵等速微灌流系统和离子分析仪测定缺血4 h、24 h及72 h海马离子微环境（细胞外pH值、K+、Na+、Ca2+、Cl-）的动态变化,并观察脑组织的病理形态学改变及海马神经元密度变化。结果：树鼩脑皮层缺血后,其海马微环境内出现了pH值、Na+、Ca2+及Cl-含量的降低,K+含量升高,变化以缺血后4 h为著,24 h次之,72 h无显著差异;高血糖加缺血进一步加重离子稳态的紊乱,缺血后4 h的pH值、K+和Ca2+含量,以及缺血后24 h的pH值和Na+含量与正常血糖缺血组同期值相比,变化显著（P<0.05）。形态学观察显示,光化学反应后4 h照射区皮层可见梗死灶,且患侧海马CA1区也存在缺血损伤性改变;24 h病损达高峰;72 h伴随胶质细胞增生等修复性反应。相应时点高血糖加缺血组皮层及海马的损伤均大于缺血组,以缺血后24 h(P<0.01)和72 h(P<0.05)尤为显著。结论: 树鼩脑皮层血栓性缺血形成后,缺血中心区扩布所导致的微环境内酸碱平衡及离子稳态性异常可能是海马神经元继发性损伤的重要原因,高血糖可加剧缺血脑区离子微环境的紊乱。     

后适应对树鼩不同脑缺血模型同一"时间窗"海马神经元保护的比较

目的: 观察缺血后适应(PC)对血栓性脑缺血(TC)及大脑中动脉闭塞(MCAO)2种脑缺血模型同一"时间窗"的脑保护效果,并探讨其可能机制。方法: 建立树鼩TC及MCAO脑缺血模型,于脑缺血后4 h夹闭同侧颈总动脉实施缺血PC。用TTC染色显示皮层梗塞面积,采用电镜及激光多普勒(LD)技术分别观察脑缺血后4 h、24 h及72 h海马CA1区神经元超微结构及局部脑血流(rCBF)的变化,比较PC对2种中风模型海马 rCBF和神经元超微结构的影响。结果: 脑缺血后海马CA1区神经元的超微结构改变以线粒体肿胀、嵴断裂以及内质网扩张为主,MCAO的梗塞面积和细胞损伤程度明显高于TC组,且PC缓减TC组海马线粒体损伤的作用较MCAO的明显。TC和MCAO后海马rCBF明显降低,TC组rCBF的降低以24 h明显(P＜0.01),而MCAO组rCBF的降低则以72 h明显(P＜0.01)。脑缺血后4 h实施PC可改善TC组海马rCBF(P＜0.01)和减轻线粒体损伤,而MCAO组rCBF及神经元形态学改善不明显。结论: 脑缺血后4 h实施缺血PC能有效对抗缺血性脑损伤,其脑保护效果与rCBF的增加有关。缺血PC对TC组的脑保护作用较MCAO组明显。