局灶性腦缺血再灌注損傷后杏仁核和海馬環(huán)氧酶、脂氧酶及核因子κb的表達(dá)

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1、局灶性腦缺血再灌注損傷后杏仁核和海馬環(huán)氧酶、脂氧酶及核因子κB的表達(dá)【摘要】目的觀察大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷(CIRI)后杏仁核和海馬環(huán)氧酶2(COX2)、5脂氧酶(5LO)和核因子κB(NFκB)的表達(dá)情況,探討其損傷機(jī)制。方法線栓法制備大鼠大腦中動(dòng)脈栓塞2h/再灌注24h模型。免疫組織化學(xué)法檢測(cè)杏仁核和海馬COX2、5LO和NFκB蛋白表達(dá),計(jì)數(shù)COX2、5LO和NFκB陽(yáng)性細(xì)胞數(shù),MoticImagesAdvanced3.0圖像分析系統(tǒng)作半定量分析。結(jié)果CIRI后大鼠杏仁核和海馬CO

2、X2、5LO和NFκB陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯增高(P<0.001),平均灰度值顯著下降,表達(dá)增強(qiáng)(P<0.001)。結(jié)論CIRI后大鼠杏仁核和海馬區(qū)域的COX2、5LO和NFκB表達(dá)增強(qiáng),繼而引發(fā)后續(xù)反應(yīng),介導(dǎo)神經(jīng)損傷。【關(guān)鍵詞】腦缺血再灌注損傷杏仁核海馬環(huán)氧水解酶類(lèi)杏仁核和海馬是邊緣系統(tǒng)的重要核團(tuán),它們之間不僅解剖位置緊臨,其關(guān)系也很密切。目前對(duì)海馬在腦缺血再灌注損傷(cerebralischemiareperfusioninjury,CIRI)中神經(jīng)細(xì)胞的凋亡情況已有報(bào)道[1]。本課題組既往的研

3、究表明,局灶性CIRI后大鼠杏仁核出現(xiàn)缺血壞死、水腫,正常錐體神經(jīng)元密度減少[2],其機(jī)制可能與MMP9、AQP4表達(dá)增加有關(guān)。筆者從花生四烯酸(arachidonicacid,AA)代謝通路主要限速酶——環(huán)氧酶2(cyclooxygenase2,COX2)和5脂氧酶(5lipoxygenase,5LO)在CIRI中的活化,以及核因子κB(nuclearfactorkappaB,NFκB)介導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞損傷的角度,研究局灶性CIRI后大鼠杏仁核和海馬COX2、5LO和NFκB的表達(dá)情況,以期進(jìn)一

4、步探討杏仁核和海馬在CIRI中的損傷機(jī)制。1材料與方法1.1材料1.1.1動(dòng)物SpragueDapus公司);MoticImagesAdvanced3.0圖像分析系統(tǒng)(香港麥克奧迪公司);5LO、COX2、NFκB兔抗大鼠單克隆抗體(美國(guó)Cayman公司);SABC兔IgG免疫組織化學(xué)試劑盒、DAB顯色試劑盒(武漢Boster公司);枸櫞酸鹽緩沖液、磷酸鹽緩沖液(北京中山生物技術(shù)有限公司);其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。1.2方法1.2.1模型制備SD大鼠隨機(jī)分假手術(shù)組和模型組。模型組參照3討論研究證明,大鼠局灶

5、性CIRI后,海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞凋亡明顯增加,以抗凋亡藥物干預(yù)可有效減輕CA1區(qū)的損傷[4]。Zhang等在大鼠低溫心肺分流模型中發(fā)現(xiàn)海馬CA1區(qū)在心肺分流后凋亡相關(guān)基因活性增強(qiáng),并出現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞凋亡[5]。筆者既往已證實(shí)局灶性CIRI后大鼠杏仁核可見(jiàn)缺血壞死、水腫,正常錐體神經(jīng)元密度減少[2],可見(jiàn)CIRI后海馬和杏仁核確實(shí)出現(xiàn)了神經(jīng)細(xì)胞損傷。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)局灶性CIRI后海馬和杏仁核均有COX2、5LO和NFκB的大量表達(dá)。由于COX2和5LO為AA代謝通路中主要的的限速酶，AA經(jīng)由這兩條途徑代謝后,

6、一方面產(chǎn)生氧源性自由基,另一方面經(jīng)COX2和LO催化產(chǎn)生前列腺素、血栓素、白三烯等脂質(zhì)炎癥介質(zhì),此為引起CIRI的重要因素[67]。NFκB為即早基因家族,在腦缺血損傷初期即有NFκB的激活。活化的NFκB可以進(jìn)入細(xì)胞核,并可以調(diào)控COX2和5LO等成分的轉(zhuǎn)錄[8],引發(fā)后續(xù)的神經(jīng)損傷。3.1CIRI后杏仁核和海馬COX2高表達(dá)的損傷作用CIRI后杏仁核和海馬神經(jīng)突觸活動(dòng)增強(qiáng),激活谷氨酸受體,COX2表達(dá)上調(diào),反應(yīng)產(chǎn)物增多。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CIRI后COX2的表達(dá)增強(qiáng),主要分布在杏仁核、海馬和皮質(zhì)區(qū)。C

7、OX2的高表達(dá)使其反應(yīng)產(chǎn)物PGE2增加，PGE2一方面可增強(qiáng)N甲基D天冬氨酸介導(dǎo)的神經(jīng)毒性作用而引起腦損傷[9],并使谷氨酰胺釋放增加,進(jìn)一步導(dǎo)致AA釋放增多,AA在代謝過(guò)程中伴有氧自由基生成增多,使腦組織脂質(zhì)過(guò)氧化,加重腦損傷[10],另一方面以時(shí)間依賴(lài)方式激活caspase3,誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞凋亡。本實(shí)驗(yàn)中假手術(shù)組的杏仁核和海馬區(qū)域則僅有極少量的COX2表達(dá)。筆者已證實(shí)選擇性COX2抑制劑可有效減少CIRI后的神經(jīng)細(xì)胞凋亡[6],由此可見(jiàn)CIRI后COX2的高表達(dá)確實(shí)導(dǎo)致了杏仁核和海馬區(qū)的神經(jīng)損傷。3.

8、2CIRI后杏仁核和海馬5LO高表達(dá)的損傷作用本實(shí)驗(yàn)證實(shí)CIRI后大鼠杏仁核和海馬5LO的活性增強(qiáng)。5LO的活性增強(qiáng)可大量催化AA生成白三烯，后者可介導(dǎo)炎癥,誘導(dǎo)平滑肌收縮、微血管滲漏等。白三烯還可促進(jìn)N甲基D天冬氨酸介導(dǎo)的神經(jīng)毒性作用[11];引發(fā)過(guò)氧化反應(yīng)而產(chǎn)生大量氧自由基,使細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化以及與血管平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng),使血管痙