褪黑素调控SIRT3对糖尿病脑缺血再灌注损伤小鼠脑组织线粒体的保护作用

摘要

目的观察褪黑素对糖尿病脑缺血再灌注损伤(CIRI)小鼠脑组织线粒体的保护作用,并基于去乙酰化酶3(SIRT3)探讨褪黑素的相关作用机制。方法健康雄性C57BL/6小鼠24只,随机分为糖尿病假手术组(DS组)、糖尿病缺血再灌注组(DIR组)、糖尿病缺血再灌注+褪黑素组(DIR+Mel组)、糖尿病缺血再灌注+褪黑素+3-TYP组(DIR+Mel+3-TYP组),每组6只。各组以腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病模型,DIR组、DIR+Mel组、DIR+Mel+3-TYP组采用tMCAO法建立脑缺血再灌注模型,DS组分离大脑中动脉但不阻断血流,DIR+Mel组、DIR+Mel+3-TYP组于缺血即刻和再灌注前腹腔注射褪黑素10 mg/kg,DIR+Mel+3-TYP组分别于术前5、3、1 d腹腔注射SIRT3特异性抑制剂3-TYP 50 mg/kg。再灌注24 h后处死各组小鼠。透射电镜观察病灶脑组织线粒体超微结构,比色法测定病灶脑组织线粒体丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、线粒体ATP含量,Westernblotting检测病灶脑组织中的核呼吸因子1(NRF1)、线粒体转录因子A(TFAM)、胞质细胞色素C(Cyt-CytoC)。结果与DS组相比,DIR组线粒体严重空泡化伴肿胀,线粒体MDA含量、Cyt-CytoC表达升高,线粒体ATP含量、SOD活性、CAT活性及病灶脑组织中NRF1、TFAM表达降低(P均<0.05);与DIR组相比,DIR+Mel组线粒体空泡化和肿胀减轻,MDA含量、Cyt-CytoC表达降低,ATP含量、SOD活性、CAT活性及NRF1、TFAM表达升高(P均<0.05);与DIR+Mel组相比,DIR+Mel+3-TYP组线粒体空泡化和肿胀加重,MDA含量、Cyt-CytoC表达升高,ATP含量、SOD活性、CAT活性及NRF1、TFAM表达降低(P均<0.05)。结论褪黑素干预可维持糖尿病CIRI小鼠线粒体正常形态,降低线粒体氧化应激水平,增加ATP含量,促进线粒体生成,作用可能与调控SIRT3表达有关。