缺氧诱导因子-1α在未成熟鼠缺氧缺血性脑损伤皮层中的表达及外源性促红细胞生成素神经保护作用的实验研究

摘要

目的:通过观察围产期缺氧缺血后未成熟鼠脑内皮层区缺氧诱导因子-1a(hypoxiainducible factor-1α,HIF-1α)、P53和Bcl-2蛋白的动态变化,探究HIF-1α与凋亡的相关性；并进一步比较预先应用外源性促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)干预后P53和Bcl-2蛋白的表达情况及其对未成熟鼠的行为影响,从而评价干预药物的疗效以及探讨其作用机制。
　　 方法:新生7日龄(P7)SD大鼠随机分为假手术组、缺氧缺血组、单纯缺氧组和EPO干预组。缺氧缺血组:参照Rice法建立新生鼠缺氧缺血性脑损伤的动物模型,结扎单侧颈总动脉并进行缺氧处理；单纯缺氧组:分离但不结扎颈总动脉,只进行缺氧处理；EPO干预组:在缺氧缺血组缺氧前预先予以EPO腹腔注射；假手术组:仅分离颈总动脉,不进行结扎和缺氧处理。在造模后3h、6h、12h、24h、72h和7d断头取脑,大体标本及HE染色观察各组脑组织病理改变,免疫组化方法检测皮层区HIF-1α、P53和Bcl-2蛋白的表达情况。在造模后早期(≤24h)观察各组鼠的早期行为表现,在P29～30行悬吊实验、矿场实验及Y-型电迷宫测试缺氧缺血性脑损伤大鼠和EPO干预后大鼠的远期行为改变。
　　 结果:HE染色显示缺氧缺血组、单纯缺氧组和EPO干预组鼠大脑皮层均有不同程度的损伤,于造模后24h时损伤最严重,EPO干预组和单纯缺氧组细胞损伤较缺氧缺血组轻。缺氧缺血组和单纯缺氧组皮层区HIF-1α阳性细胞于造模后12h时最多,与假手术组和造模后3h、6h、24h、72h和7d比较差异具有统计学差异(P＜0.05)；同一时间点上单纯缺氧组HIF-1α阳性细胞较缺氧缺血组多。缺氧缺血组、单纯缺氧组和EPO干预组皮层区P53蛋白于造模后24h时表达最明显,与假手术组和造模后3h、6h、72h和7d比较差异具有统计学差异(P＜0.05)；同一时间点上EPO干预组P53阳性细胞较缺氧缺血组表达少(P＜0.05)。缺氧缺血组、单纯缺氧组和EPO干预组皮层区Bcl-2蛋白于造模后12h时表达达高峰,与其他各时间点比较差异具有统计学差异(P＜0.05)；各时间点EPO干预组Bcl-2表达较缺氧缺血组高。假手术组P53／Bcl-2比值约等于1,单纯缺氧组和缺氧缺血组P53／Bcl-2比值在3h、6h和12h这三个时间点上低于假手术组,24h和72h这两个时间点上P53／Bcl-2比值高于假手术组,7d时其比值与假手术组相同。缺氧缺血组、EPO干预组和假手术组在P29时悬吊实验和矿场实验中差异不显著。P29～30时,Y-型电迷宫测试显示假手术组大鼠经一定训练次数后可学会逃避电击,达到学会标准所用的次数明显低于缺氧缺血组,差异具有统计学意义(P＜0.05),24小时后测试记忆能力假手术组高于缺氧缺血组和EPO干预组,差异具有统计学差异(P＜0.05)。EPO干预组大鼠达到学会标准所需次数少于缺氧缺血组(P＜0.05),24小时记忆保持率高于缺氧缺血组。
　　 结论:围产期缺氧缺血使P7未成熟鼠脑皮层中HIF-1α表达增高,其表达具有时间规律性。HIF-1α的表达可能参与了未成熟脑缺氧缺血性神经损伤过程,在损伤早期可能具有抗凋亡作用。围产期缺氧缺血降低了未成熟鼠的远期学习、记忆能力；预先应用单剂量EPO能一定程度的改善缺氧缺血所导致的行为障碍,其神经保护作用可能与抑制P53蛋白表达、上调Bcl-2蛋白表达有关。