茶多酚与ERK信号通路阻断剂改善心肺复苏后脑损伤的实验研究

摘要

背景和目的：
　　各种原因导致的心脏骤停(cardiac arrest，CA)，均可造成全身脏器组织严重缺血缺氧，及时有效的实施心肺复苏(cardiopulmonaryresuscitation，CPR)恢复患者的自主循环(restoration of spontaneouscirculation，ROSC)是挽救患者生命的必要救治手段。然而，CPR后出现的脑缺血再灌注损伤，是影响患者复苏后恢复的一大威胁，相关病理机制包括活性氧(Reactive oxygen species，ROS)损伤、兴奋性氨基酸中毒、钙超载和细胞凋亡等。在众多病理因素中，过量的ROS产生是引起脑缺血再灌注损伤的主要因素，故在CPR后如何减少ROS生成以减轻大脑的损伤已是临床急救医学领域目前研究的热点。
　　降低ROS含量可减少复苏后脑损伤，一方面可对抗ROS导致的氧化应激损伤，另一方面也可抑制ROS作为生物信号，通过激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinascs，MAPK)信号通路，引起更多ROS生成而导致的脑损伤。本课题组前期已研究证实，抗氧化剂茶多酚(teapolyphenols，TP)除了具有抗氧化作用外，也可通过影响MAPK信号通路发挥对脑组织的保护作用。复苏后ROS生成增多及C-jun氨基末端激酶(C-jun N-terminal kinase，JNK)信号通路的激活，对脑组织有明显的损伤作用，使用TP与JNK信号通路阻断剂后，能够降低ROS、丙二醛(Malondialdehyde，MDA)含量，提高超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)活性，减轻大鼠海马神经元的损伤，从而提高生存时间和远期生存率。本课题组在前期研究的基础上，从MAPK家族中的另一通路，即细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)信号通路着手，探讨ERK信号通路断剂是否也能降低ROS、MDA含量，提高SOD活性，ERK信号通路阻断剂与TP合用是否能提升TP对脑组织的保护功能。
　　方法：
　　ROSC后的Sprague Dawley(SD)大鼠168只，随机分为假手术组(shamoperation，SH)、缺血再灌注组(ischemia reperfusion，IR)、TP组、ERK信号通路断剂组(PD98059，PD)、TP+PD组。除SH组外，其余各组均经食道交流电刺激心室建立CA模型，心脏骤停5分钟后行心肺复苏。造模成功后的大鼠随机经股静脉给予TP(10mg/kg)、PD(0.3mg/kg)、TP+PD，IR组则给予同等剂量生理盐水。自主循环恢复后在12h、24h、48h、72h这四个时间点进行神经功能评分，并检测脑组织ROS和MDA含量及SOD活性，以72h为终点观察生存时间及生存率。
　　结果：
　　1.生存时间 SH组均能存活至生存时间的观察终点72h;与IR组比较，TP、PD、TP+PD组生存时间明显延长(26.38±25.40vs52.08±14.34，52.25±19.09，60.08±19.60，P＜0.01)，其中TP+PD组生存时间最长，明显长于IR组，但TP、PD、TP+PD三组间比较无统计学意义（P＞0.05)。
　　2.累积生存率 SH组大鼠存活至72h的累积生存率均为100％。与IR组比较，TP组和PD组在12和24h的累积生存率明显升高(P＜0.05)，但48h和72h无统计学意义（P＞0.05);与IR组比较，TP+PD组在12h，24h，48h和72h的累积生存率明显升高（P＜0.05）;在72h时，TP+PD组累积生存率明显高于TP组（P＜0.05)，但PD和TP+PD组之间比较无统计学意义（P＞0.05)。
　　3.神经功能评分 SH组大鼠在12h、24h、48h、72h神经功能评分均为满分80分。与IR组比较，TP、PD、TP+PD组在12h时(48.77±6.74vs59.09±7.20,62.23±3.00,63.08±3.57,P＜0.05)、24h(54.86±2.81vs65.60±2.69,67.35±4.17,68.46±3.54,P＜0.05)、48h(59.25±4.54vs70.99±2.07，71.65±2.35，72.65±2.36，P＜0.05)神经功能评分均升高，其中TP+PD组神经功能评分最高，但TP、PD和TP+PD组三组间神经功能评分无明显差异(P＞0.05)。
　　4.ROS含量与SH组相比，IR组在12h、24h、48、72h ROS含量均明显升高(421.49±32.40vs767.80±13.41，413.57±37.46vs822.56±44.83,415.33±18.54 vs721.17±34.27,390.95±35.73 vs615.67±24.58，P＜0.01）;与IR组比较，TP组、PD组、TP+PD组分别在各时间点ROS含量降低(767.80±13.41vs582.17±13.41，371.70±10.30，367.87±16.20;822.56±44.83vs648.74±56.23,387.80±33.50,384.78±68.42;721.17±34.27vs534.07±57.44,383.31±22.18,364.19±35.48;615.67±24.58vs458.72±54.90,375.85±39.00,360.91±21.88，P＜0.05或P＜0.01）。TP组在各时间点ROS含量均高于PD组、TP+PD组（P＜0.05);PD组和TP+PD组两组间比较无差异（P＞0.05);除SH组外，IR组、TP组、PD组和TP+PD组在各时间点的ROS均在24h达到高峰。
　　5.MDA含量与SH组相比，IR组在12h、24h、48、72h的MDA含量均明显升高(4.67±0.66vs7.47±6.01,4.50±0.60 vs8.38±0.75,4.90±1.03 vs10.19±0.70,4.80±0.66 vs7.50±7.29，P＜0.05);与IR组相比，TP、 PD、 TP+PD组在各时间点MDA含量降低(7.47±6.01vs5.15±0.75,5.82±0.80,6.13±1.10;8.38±0.75vs5.56±1.10,9.16±0.63,8.68±1.01;10.19±0.70vs6.41±0.81,5.19±0.62,5.28±0.46;7.50±7.29vs5.34±6.22,5.03±0.71,5.22±0.61，P＜0.05)。在24h时PD、 TP+PD组MDA含量高于TP，但在48h时PD、 TP+PD组MDA含量低于TP。
　　6.SOD活性与SH组相比，IR组各时间点SOD活性均明显下降(120.67±8.96vs75.16±4.85,122.55±9.49 vs61.65±8.56,117.08±12.10 vs54.13±5.81,118.40±10.50 vs60.67±7.17，P＜0.05);与IR组相比，TP、 PD、 TP+PD组而SOD活力升高(75.16±4.85vs101.28±8.55,97.33±7.02,92.78±8.74;61.65±8.56vs91.41±11.13,70.60±8.47,79.39±8.24;54.13±5.81vs82.71±7.56,84.16±6.75,87.16±6.75;60.67±7.17vs93.30±7.61,83.24±7.03,91.36±12.83，P＜0.05)。在24h时PD、 TP+PD组SOD活力低于TP组，但在48h时PD、 TP+PD组SOD活力高于TP组。
　　7.在复苏后24h时观察脑组织损伤情况，行大鼠脑组织HE染色，损伤的海马区椎体细胞会出现肿胀变形，胞核固缩深染，排列紊乱。与IR组相比，TP、PD和TP+PD组脑组织损伤减轻。
　　结论：
　　TP和ERK信号通路阻断剂PD均可通过降低大鼠CPR后脑组织ROS、MDA含量，增加SOD活性，减轻大鼠海马神经元的损伤，改善神经功能，延长CPR后大鼠生存时间及生存率，TP与PD合用后能提高TP对脑组织的保护作用。

目录

声明

个人简历

摘要

前言

1．材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

1．3 统计分析

1．4 质量控制

1．5 实验动物的伦理

2．结果

2．1．各组大鼠基础参数比较

2．2．各组大鼠生存时间观察

2．3．各组累积生存率的比较

2．4．神经功能评分

2．5．脑组织ROS测定

2．6．各组大鼠脑组织MDA测定

2．7．各组大鼠脑组织SOD测定

2．8．大鼠脑组织海马区形态学观察

3．讨论

4．结论

参考文献

附录

综述 MAPK／ERK信号转导通路参与缺血性脑损伤过程的研究进展

致谢

攻读学位期间发表的学术论文