Caspase-3在缺血再灌注大鼠脑海马神经元凋亡中作用的实验研究

目的探讨一种在天冬氨酸残基后进行裂解的半胱氨酸蛋白酶caspase-3(cystein protease cleaving after an aspresidue,caspase-3);在全脑缺血20min再灌注大鼠脑海马神经元凋亡中的作用.方法雄性Wistar大鼠182只,体质量(220±20)g,分为对照组(14只)、缺血组(84只)和Ac-DEVD-CHO治疗组(84只),后两组设立8、24、48、72、120、168 h 6个时相点.按Pulsinelli等的方法制作大鼠全脑缺血20min再灌注模型,别于再灌注后上述6个时相点处死取海马组织,对照组施行麻醉及手术,但不缺血,观察72 h后活杀取海马组织,分别测定海马组织胞质(S-100)中caspase-3活性及海马区神经元凋亡情况,分析caspase-3活性与海马区神经元凋亡的关系.结果①海马组织胞质中caspase-3活性在对照组中为0,缺血再灌注后酶活性随时间的推移逐渐升高,至120 h达最高点,168 h则有所下降;Ac-DEVD-CHO治疗后并不能完全抑制酶的活性,但显著降低了各时相点酶的活性(8 h P＞0.05,24～120 h P＜0.01,168 h P＜0.05);②对照组海马中偶见凋亡细胞,缺血再灌注8 h凋亡细胞无明显增加(P＞0.05),24 h凋亡细胞明显增加,120 h达峰值,168 h有所减少,但24～168 h各时相点凋亡细胞数均明显多于对照组(P均＜0.01);Ac-DEVD-CHO治疗后并不能完全阻止凋亡细胞的增加,但与相应时相点缺血组比较,除8 h外,显著降低了凋亡细胞的升高程度(P均＜0.01).凋亡细胞主要分布在CA1区,CA2、CA3区于48h后亦可见凋亡细胞,但数量明显少于CA1区,齿状回区仅偶见凋亡细胞;③分别以缺血组、治疗组各时相点S-100中caspase-3活性与海马区神经元凋亡数行直线相关分析,结果二者的变化呈显著正相关(r分别为0.9356及0.9800).结论caspase-3在缺血再灌注大鼠脑海马神经元凋亡中起着重要作用,Caspase-3的激活是引起海马神经元凋亡的主要因素之一.

Roles of caspase-3 in neuron apoptosis following cerebral ischemia/reperfusion in the hippocampus of rats