cPKCgamma参与低氧预适应对小鼠脑缺血皮层内CRMP2水解和磷酸化的调节

 摘要：目的 探讨经典型蛋白激酶Cgamma( cPKCgamma)在低氧预适应(HPC)调节小鼠脑缺血皮层内脑衰反应蛋白-2(CRMP2)水解和磷酸化中作用。方法 利用雄性BALB/c小鼠(18-22g) HPC和大脑中动脉阻塞(MCAO)模型,借助蛋白印迹、免疫共沉淀和免疫组化等生物化学技术,观察cPKCgamma激活对小鼠缺血脑皮层内CRMP2蛋白水解程度（BDP）和磷酸化水平（p-CRMP2）、cPKCgamma-CRMP2相互作用和皮层缺血半影区内p-CRMP2阳性细胞数的影响。结果　我们发现,HPC显著提高缺血脑皮层半影区内p-CRMP2水平,降低BDP产物形成,而侧脑室注射cPKCgamma抑制剂Go6983(6nM)可明显解除HPC对半影区内CRMP2蛋白水解和磷酸化的调节作用;免疫共沉淀结果提示,cPKCgamma激活程度参与HPC对缺血脑皮层半影区内cPKCgamma-CRMP2相互作用的调节;同时,免疫组化进一步证实,cPKCgamma激活与HPC提高脑缺血半影区内p-CRMP2阳性细胞数有关。结论 cPKCgamma参与HPC对小鼠缺血脑皮层内CRMP2水解与磷酸化的调节。     

P38 MAPK磷酸化水平增高参与HPC降低MCAO所致小鼠缺血性脑损伤

目的 探讨p38丝裂原激活蛋白激酶(p38 MAPK)磷酸化和蛋白表达水平在低氧预适应(HPC)降低脑中动脉阻塞(MCAO)所致缺血性脑损伤中的变化情况。方法 利用已建小鼠HPC-MCAO模型,将健康雄性BALB/c小鼠随机分为常氧假手术(H0 Sham)、HPC假手术(H4 Sham)、常氧缺血(H0)和HPC缺血(H4)4组,应用2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色、Nissl染色等方法观察脑损伤情况,应用Western blot并结合Gel Doc凝胶成像系统,定量检测小鼠脑组织内p38 MAPK磷酸化和蛋白表达水平的变化。结果 HPC可明显减小MCAO所致的脑梗死体积(P<0.05),与H0 sham相比,缺血组小鼠皮层缺血核心区和半影区p38 MAPK磷酸化水平显著升高(P<0.05, n=6),HPC可进一步增加缺血半影区和对侧皮层组织中p38 MAPK磷酸化水平(P<0.05, n=6)。各组间p38MAPK蛋白表达量水平无明显变化。结论 p38 MAPK可能参与了HPC降低MCAO所致小鼠缺血性脑损伤的作用。     

低氧预适应减轻脑中动脉阻塞所致小鼠缺血性脑损伤

目的 探讨低氧预适应(HPC)对脑中动脉阻塞(MCAO)所致脑缺血性损伤的影响及其可能机制.方法 借助已建小鼠整体HPC和脑MCAO模型,应用2,3,5-氯化二苯基四氮唑(TTC)染色、神经行为学评分、SDS-PAGE和Western blot等技术方法 ,观察脑梗死面积、水肿率、行为学,以及脑梗死核心和半影区新奇型蛋白激酶C(nPKC)膜转位的变化.结果 MCAO可诱发小鼠脑皮层、海马和丘脑(由于发生率很低,数据未统计)等3种典型缺血模式;在皮层缺血模式中,HPC明显减小脑梗死面积(P<0.05,n=12)、缺血区吸光度值(P<0.05,n=12)和水肿率(P<0.05,n=12);而在海马缺血模式上,HPC只明显降低海马梗死区吸光度值(P<0.05,n=12);HPC可在一定程度上缓解MCAO小鼠的行为学改变;此外,HPC 可缓解MCAO所致皮层缺血半影区nPKC膜转位水平的降低.结论 HPC降低MCAO所致脑缺血性损伤,且nPKC可能参与了这种保护作用.     

脑衰蛋白反应调节蛋白-2参与低氧预适应减轻小鼠脑缺血损伤

目的 研究参与低氧预适应(HPC)的经典型蛋白激酶C II(cPKC II)相互作用的脑衰蛋白反应调节蛋白-2(CRMP-2) 对缺血脑是否有保护作用。方法 成年雄性BALB/c小鼠随机分为常氧(Nor)、HPC、常氧假手术(Nor+sham)、HPC假手术(HPC+sham)、常氧缺血(Nor+I)和HPC缺血(HPC+I)等6组(每组n=6)。应用小鼠整体HPC和脑中动脉梗死(MCAO)致脑局部缺血模型,结合免疫沉淀、双向凝胶电泳和质谱等技术,分离和鉴定与cPKC II相互作用蛋白;利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白印迹(Western blot)技术,分析CRMP-2磷酸化和蛋白降解水平在脑HPC和缺血中的变化。结果 与Nor组比,HPC鼠脑皮层组织内有10种与cPKC? II相互作用蛋白的表达发生了明显变化,其中CRMP-2在膜相关蛋白组分中的表达量升高,而在胞质蛋白组分中的表达量降低。在脑缺血模型中,与Nor+Sham组相比,Nor+I组小鼠脑皮层缺血核心区(Ic)CRMP-2磷酸化水平明显降低(p<0.05, n=6);与Nor+I组相比,HPC+I组小鼠脑皮层Ic区内CRMP-2磷酸化水平明显增高(p<0.05, n=6)。脑缺血可导致CRMP-2发生水解并伴随着大量55-ku水解片段(BDP)的出现,但与Nor+I组相比,HPC+I组小鼠脑皮层缺血半影区(P)内CRMP-2水解片段减少,水解率明显降低(p<0.05, n=6)。结论 CRMP-2参与了 HPC缓解小鼠脑缺血Ic区内CRMP-2磷酸化水平的降低和减少P区内CRMP-2水解片段从而减轻缺血脑组织的损伤。     

P38 MAPK-BCL-xL途径参与低氧预适应减轻小鼠脑缺血性损伤

目的 探讨P38丝裂原激活蛋白激酶(P38MAPK)-BCL-xL抗凋亡途径在低氧预适应(HPC)保护小鼠缺血脑组织中的作用。方法 SPF级雄性BALB/c小鼠(18～22g,8～10w)随机分为4组：常氧假手术(NS),常氧缺血(NI),HPC假手术(HS)和HPC缺血(HI)组。利用小鼠整体HPC模型、脑中动脉梗塞(MCAO)致脑皮层局部缺血模型及P38MAPK抑制剂SB203580的干预,用原位末端标记法(TUNEL) 观察神经细胞凋亡;用蛋白印迹(Western blot)检测抗凋亡蛋白BCL-xL的表达;用免疫沉淀技术探讨BCL-xL与P38MAPK之间的相互作用。结果 HPC可明显减少缺血皮层半影区内神经细胞凋亡数量,提高半影区线粒体内BCL-xL蛋白水平;侧脑室注射P38MAPK抑制剂SB203580可消除HPC在缺血半影区内的抗凋亡作用;免疫沉淀结果提示,BCL-xL与P38MAPK可能存在直接相互作用。结论 HPC可能通过P38MAPK-BCL-xL抗凋亡途径实现对缺血脑组织的保护作用。     

蛋白激酶CβⅡ和γ参与低氧预适应降低脑中动脉阻塞所致鼠脑缺血性损伤

目的 探讨低氧预适应(HPC)对脑中动脉梗塞(MCAO)小鼠脑的保护作用,以及缺血皮层内经典型蛋白激酶C(cPKC) II和 膜转位水平的改变。方法 健康雄性BALB/c小鼠(18～22g,8～10周)随机分为：H0假手术(n=6), H0缺血(n=6),H4假手术(n=6)和H4缺血(n=6)组。运用整体低氧预适应模型和脑中动脉梗塞缺血模型,结合2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白印迹(Western blot)等分子生物学技术,观察脑梗死面积、缺血区密度值和水肿率,以及MCAO小鼠缺血皮层组织内PKC II和 膜转位水平的变化。 结果 研究发现,HPC可明显减小MCAO导致的鼠脑梗死面积(P<0.05),降低缺血区吸光度值(P<0.05)和水肿率(P<0.05);与H0假手术组相比,缺血组小鼠皮层半影区cPKC II和 膜转位水平显著降低 (p<0.05);与H0缺血组小鼠皮层半影区相比,H4缺血组小鼠皮层半影区内PKC II和 膜转位水平明显增高 (p<0.05)。结论 HPC可能通过增加MCAO小鼠皮层组织内cPKC II和 的膜转位水平,对缺血损伤起保护作用。     

cPKCγ-HSP60信号通路参与小鼠脑低氧预适应

目的: 鉴定参与低氧预适应(HPC)的常规型蛋白激酶Cγ (cPKCγ)相互作用蛋白,探讨与cPKCγ相互作用的热休克蛋白60(HSP60)表达水平在小鼠脑低氧预适应和脑缺血中的变化。方法: 健康雄性BALB/c小鼠,随机分为: 常氧组(Norm)和HPC组,结合是否进行大脑中动脉阻塞(MCAO)分为常氧假手术组(Norm+sham)、常氧缺血组(Norm + I)、HPC假手术组(HPC+sham)和HPC缺血组(HPC+I)。应用整体低氧预适应和MCAO缺血模型,结合免疫沉淀、双向凝胶电泳、质谱等技术分离、鉴定与cPKCγ相互作用的蛋白;利用蛋白印迹技术分析HSP60蛋白表达量在脑HPC和缺血中的变化。结果: 与常氧组比较,HPC小鼠脑皮层膜相关成分中与cPKCγ相互作用的HSP60蛋白表达量升高,经免疫共沉淀证明cPKCγ与HSP60存在相互作用。在MCAO缺血模型中,与Norm+sham组小鼠相比,Norm+I组及HPC+I组小鼠皮层缺血核心区、半影区HSP60表达水平明显升高(P<0.05)。HPC+I组小鼠缺血核心区HSP60表达水平低于Norm+I组(P<0.05)。结论: 研究结果表明,cPKCγ-HSP60信号通路可能参与了低氧预适应的发生发展过程。     

小鼠脑缺血时自噬相关基因5的抗损伤作用

 目的: 观察自噬相关基因5(Atg5)在小鼠脑缺血再灌注损伤中的抗损伤作用。方法: 将雄性BALB/c小鼠随机分为假手术(sham)组、缺血再灌注(I/R)组、Atg5 siRNA组和control siRNA组。I/R组采用大脑中动脉阻塞(MCAO)60 min后再灌注24 h。Atg5 siRNA组和control siRNA组将5 μL Atg5 siRNA或scrambled siRNA在MCAO前24 h侧脑室注射。实时荧光定量PCR和Western blot检测Atg5的表达;2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法检测抑制Atg5对缺血再灌注损伤后脑梗死面积和水肿率的影响;神经行为学评分法检测抑制Atg5对缺血再灌注损伤后神经症状的影响。结果: MCAO后再灌24 h,缺血半影区Atg5 mRNA和蛋白水平显著增高(P<0.05);Atg5 siRNA明显降低缺血再灌后Atg5 mRNA和蛋白的表达(P<0.05);侧脑室给予Atg5 siRNA能显著增加脑梗死面积和水肿率,并加重神经行为学损伤(P<0.05)。结论: 沉默Atg5加重小鼠脑缺血再灌损伤,提示MCAO后诱导的 Atg5 可减轻小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤。     

吗啡预处理减轻脑中动脉阻塞所致小鼠缺血性脑损伤

目的探讨吗啡预处理(MP)对小鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)所致缺血性脑损伤的影响及其可能机制。方法复制小鼠MCAO模型,用2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色、神经行为学评分和Western blot等,观察小鼠行为学变化、脑梗死面积、脑水肿率,以及sham组左侧皮质组织,MCAO组和MP组脑梗死核心区、半影区及对侧皮质组织热休克蛋白70(Hsp70)蛋白表达量。结果 MCAO组小鼠脑梗死面积为31.69%±4.19%,脑水肿率为8.98%±1.79%,MP可明显降低MCAO所致的脑梗死面积及水肿率,分别为23.34%±4.85%和4.60%±0.86%(P<0.05),同时明显改善小鼠神经行为缺陷评分(P<0.05)。MCAO组皮质梗死核心区、半影区及对侧皮质Hsp70蛋白表达水平高于sham组(P<0.05),MP组半影区Hsp70蛋白表达水平较MCAO组进一步显著升高(P<0.05)。结论吗啡预处理降低小鼠脑中动脉阻塞所致缺血性脑损伤,半影区Hsp70蛋白水平的高表达可能参与了这种保护作用。     

低氧预适应小鼠脑组织内CaMKⅡ磷酸化水平增高

目的探讨钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMKⅡ)在小鼠脑低氧预适应(HPC)发生发展中的作用。方法成年雄性BALB/c小鼠随机分为正常对照(H0)、早期(H1～H4)和延迟性(H5～H6)低氧预适应等共计7组,制备小鼠HPC模型;用Western blot并结合GelDoc凝胶成像系统,检测小鼠脑组织内CaMKⅡ磷酸化水平和蛋白表达量;用免疫组化检测小鼠脑皮层和海马CaMKⅡ磷酸化水平。结果与H0组小鼠相比,H3～H5组海马和皮层的CaMKⅡ磷酸化水平明显升高(P<0.05);而H1～H6组的皮层和海马的CaMKⅡ蛋白表达量无明显变化;H3、H6组皮层和海马p-CaMKⅡ阳性细胞数目增多和灰度增强。结论CaMKⅡ磷酸化水平的升高可能参与了小鼠脑HPC的发生发展过程。     

Neuron-specific phosphorylation of c-Jun N-terminal kinase increased in the brain of hypoxic preconditioned mice

Accumulated studies have suggested that mitogen-activated protein kinase (MAPK) play a pivotal role in the development of cerebral hypoxic preconditioning (HPC). By using our “auto-hypoxia”-induced HPC mouse model, we have reported increased phosphorylation level of p38 MAPK, and decreased phosphorylation and protein expression levels of extracellular signal regulated kinases 1/2 (ERK1/2) in the brain of HPC mice. In the current study, we investigated the involvement of c-Jun N-terminal kinase (JNK) in the brain of HPC mice. By using Western blot analysis, we found that the phosphorylation levels of JNK at Thr183 and Tyr185 sites (phospho-Thr183/Tyr185 JNK), but not its protein expression, increased significantly (p < 0.05, n = 6 for each group) both in the hippocampus and frontal cortex of early (H1–H4) and delayed (H5 and H6) HPC mice than that of the normoxic group (H0, n = 6). Similarly, enhanced phospho-Thr183/Tyr185 JNK was also observed by immunostaining in the hippocampus and frontal cortex of mice following series of hypoxic exposures (H3 and H6). In addition, we found that phospho-Thr183/Tyr185 JNK predominantly co-localized with a neuron-specific protein, neurogranin, in both the hippocampus and frontal cortex of HPC mice (H3) by using double-labeled immunofluorescence. These results suggest that the increased neuron-specific phosphorylation of JNK at Thr183/Tyr185, not protein expression, might be involved in the development of cerebral HPC of mice.     

NGF对局灶性脑缺血再灌注大鼠海马CREB表达的上调作用

目的探讨外源性神经生长因子(NGF)对局灶性脑缺血再灌注大鼠海马CREB和磷酸化的CREB(p-CREB)表达的影响。方法用线栓法阻塞大鼠大脑中动脉制作局灶性脑缺血再灌注模型,应用免疫组织化学、W estern B loting和图像分析方法检测大鼠海马CA1区CREB和磷酸化CREB表达。结果假手术组海马CA1区CREB有明显表达,缺血再灌注组CA1区表达较假手术组减少,NGF组CA1区的CREB表达多于缺血再灌注组(P<0.05)。假手术组海马CA1区p-CREB表达很少,缺血再灌注组p-CREB表达多于假手术组,NGF组p-CREB表达多于缺血再灌注组(P<0.05)。结论NGF上调海马CREB和p-CREB的表达,对缺血神经元起保护作用,CREB和p-CREB参与NGF对缺血神经元的保护作用机制。     

NGF和CGRP对局灶性脑缺血再灌注后大鼠皮质CHOP蛋白表达的影响

目的探讨外源性神经生长因子(NGF)和降钙素基因相关肽(CGRP)对局灶性脑缺血再灌注后大鼠顶叶皮质神经元CHOP蛋白表达的影响及其作用机制。方法用线栓法制备大鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)模型,应用免疫组织化学方法,免疫印迹法(W estern B lotting)测定CHOP蛋白表达;M etamoph图像分析系统对结果进行分析。结果假手术组大鼠顶叶皮质未见CHOP蛋白表达;缺血组CHOP蛋白在缺血再灌注后12 h明显表达,24 h达高峰,72 h显著下降,缺血组较假手术组CHOP蛋白表达显著增加(P<0.01);NGF组和CGRP组CHOP蛋白表达分别弱于缺血组(P<0.01);NGF和CGRP合用组CHOP蛋白表达明显弱于缺血组(P<0.01),也分别弱于NGF组和CGRP组(P<0.01)。结论NGF和CGRP能分别下调局灶性脑缺血再灌注大鼠顶叶皮质CHOP蛋白表达,联合应用则作用更强,二者对保护脑缺血神经元可能有协同作用。     

Cerebral heme oxygenase 1 and 2 spatial distribution is modulated following injury from hypoxia–ischemia and middle cerebral artery occlusion in rats

The regional and cellular distribution of heme oxygenase (HO)-1 and -2 following cerebral ischemia has not been ascertained. Employing the transient middle cerebral artery occlusion (MCAO) and hypoxia–ischemia (HI) models of unilateral brain injury, the aim was to elucidate immunolocalization of HO-1 and HO-2. Animals were sacrificed 3 days post-ischemia and immunohistochemistry and Western blotting were utilized to determine HO-1 and HO-2 expression. In the ipsilateral hemisphere following HI, HO-1 immunoreactivity was significantly upregulated in many neuronal and glial populations (including the cortex, hippocampus and thalamus). HO-1 was also detected in macrophages/microglia within the infarct. In addition to widespread neuronal HO-2 labelling, HO-2 was also expressed in vascular endothelial cells. Inflammatory cells within the infarct of MCAO and HI animals were surprisingly immunoreactive for HO-2, but only HI animals had significantly elevated HO-2 protein expression in the ipsilateral hemisphere. This may be due to the presence of global hypoxia in the HI model which can upregulate vascular endothelial growth factor and subsequent proliferation of endothelial cells. This report of HO-2 protein expression upregulation following HI coupled with an increase in HO-1 immunoreactivity suggests that this response may be implicated in reducing cell death or repairing damage induced by cerebral ischemia.     

亚低温后适应对树鼩局部脑缺血海马CA1区神经元的保护机制

目的： 观察亚低温后处理(HPC)对树鼩局部脑缺血后不同时间海马CA1区血管内皮生长因子（VEGF）表达及神经元缺失的影响,探讨亚低温后适应保护脑缺血后海马CA1区神经元的可能机制。方法：建立光化学诱导树鼩脑缺血模型,于缺血后6h采用局部恒温控温装置使脑温降低并维持亚低温(31-32 ℃)状态1 h。用免疫组化法及图像分析仪测定海马CA1区VEGF表达的改变;计数海马神经元并观察其超微结构变化。结果：与常温组相比,亚低温后适应组海马CA1区VEGF表达在24 h时增加而72 h时明显下降（P＜0.01）;24 h时神经元坏死减少,72 h时坏死细胞增多,缺血侧超微结构呈现相同变化。结论：在脑缺血后早期VEGF的表达可能与其直接发挥对神经元细胞的保护作用有关,亚低温后适应对脑缺血的保护作用在脑缺血的早期有明显意义,而在缺血的晚期则可能加重脑缺血的损伤,低温后适应脑保护的意义在于延长脑缺血治疗时间窗。     

低氧预适应小鼠脑皮层内与nPKCe相互作用蛋白的鉴定

目的鉴定脑低氧预适(HPC)小鼠脑皮层组织内与新奇型蛋白激酶Cε(nPKCε)相互作用的蛋白。方法利用免疫沉淀(IP)和双向电泳(2-DE)技术分离小鼠脑皮层中与nPKCε相互作用的蛋白;以ImageMaster2D Platinum软件对双向电泳图谱进行差异表达分析;目标蛋白用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)及蛋白印迹(Western blot)进行鉴定分析。结果与对照组比较,HPC小鼠脑皮层内与nPKCε相互作用的胞质成分中有34个蛋白点上调,20个蛋白点下调,膜相关成分中有27个蛋白点上调,28个蛋白点下调;HPC后脑皮层胞质及膜相关成分中与nPKCε相互作用的热休克蛋白(HSP)70和14-3-3γ的蛋白表达量均升高,而HSP60仅在膜相关成分中升高(P<0.05,n=3)。结论nPKCε可能通过调节HSP60、HSP70和14-3-3γ等多种与其相互作用的蛋白参与脑HPC的形成。