Ca-A/K通道在缺氧缺血性脑损伤新生大鼠海马神经元自噬发生中的作用

摘要

目的:通过建立新生大鼠缺氧缺血性脑损伤(Hypoxic-ischemic brain damage, HIBD)模型观察海马神经元中的自噬现象及Ca-A/K通道亚基的改变,初步探讨自噬抑制剂3-Methyladenine(3-甲基腺嘌呤,3-MA)及自噬激活剂Rapamycin(雷帕霉素)在HIBD后海马神经元自噬发生中对Ca-A/K通道亚基的作用及可能机制。
　　方法:采用7日龄SD(Sprague Dawley)新生大鼠,根据改良Rice-Vannucci法建立HIBD模型。将新生大鼠随机分为假手术组(Sham组)、缺氧缺血组(HIBD组)、3-MA干预组(3-MA组)及雷帕霉素组(RAPA组)。选取HIBD后0 h、1 h、3 h、6 h、12 h、24 h、48 h七个时间点作为取材点:采用HE染色法从细胞水平了解HIBD后各组海马组织损伤情况;通过RT-qPCR法测定HIBD后海马神经元自噬标记分子(LC3、Beclin-1)及Ca-A/K通道亚基(GluR1、GluR2)mRNA水平的变化,并通过Western Blot方法从蛋白水平进一步检测Ca-A/K通道亚基(GluR1、GluR2)浓度的改变;应用免疫组织化学法对HIBD后海马组织LC3、GluR1及GluR2分子的表达在细胞水平进行定位。
　　结果:
　　1. HE染色结果显示,Sham组左侧海马神经元呈锥形或圆形,细胞3~4层,致密有序,胞核居中且圆满透明,仅见少量神经元变性或凋亡;HIBD组海马神经元细胞结构不完整、排列紊乱,细胞肿胀、破裂,轮廓模糊、界限不清,细胞明显丢失,海马区神经细胞疏松细胞间距增大;3-MA组海马神经元损伤较HIBD组轻,而RAPA组损伤加重,神经元凋亡、坏死及细胞缺失的范围较HIBD组大。
　　2. RT-qPCR法显示,与Sham组相比,HIBD组LC3、 Beclin-1及GluR1表达上升,6 h表达即开始增加,12 h增加较明显,24 h达到高峰,持续至48 h仍明显升高(P<0.05),而GluR2则相反,呈下降趋势;与HIBD组相比,3-MA组LC3、Beclin-1、GluR1表达减少,0 h、1 h未见明显差异,24 h表达最低,48 h仍处于较低水平(P<0.05),GluR2的表达则增加;与HIBD组相比,RAPA组LC3、Beclin-1、GluR1的表达于24 h达高峰,48 h仍维持在较高水平(P<0.05),GluR2的表达降低。
　　3. Western blot发现,与Sham组相比,HIBD组GluR1表达增加,于6 h开始出现变化,24 h达到高峰,持续至48 h仍存在明显升高(P<0.05);与Sham组比,HIBD组GluR2表达减少,在6 h的时候出现统计学差异,24 h最低,48 h仍维持在较低水平(P<0.05)。
　　4.免疫组织化学染色法显示,各组左侧海马神经元中均有LC3、GluR1及GluR2的表达;LC3在细胞内的表达主要位于细胞质,而GluR1、GluR2的表达则主要在细胞膜;与Sham组相比,HIBD组LC3、GluR1的表达水平处于较高水平,而GluR2的表达较低甚至不表达;与HIBD相比,3-MA组海马神经元细胞LC3、GluR1的表达减少,GluR2的表达反而增加,而RAPA组结果正好相反。
　　结论:
　　1. HIBD后海马神经元急性期即出现细胞损伤,表现为细胞水肿,核溶解及碎裂,细胞空泡化,部分细胞分界模糊,并且涉及凋亡、自噬及坏死三种形式。
　　2. HIBD后自噬标记分子LC3、Beclin-1及Ca-A/K通道亚基GluR1、GluR2的表达均发生变化。
　　3.各组左侧海马神经元均有LC3、GluR1及GluR2的表达,但表达的定位及数量存在差异性。
　　4.应用3-MA、雷帕霉素干预自噬后,Ca-A/K通道亚基表达发生改变,提示Ca-A/K通道可能参与自噬的发生。

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引言

一、研究缺氧缺血性脑损伤的重要性

二、自噬与HIBD的关系

三、Ca-A/K通道在HIBD中的作用

第一部分 HIBD新生大鼠海马神经元自噬的发生及Ca-A/K通道的变化

前言

材料与方法

结果

讨论

第二部分 3-MA及雷帕霉素对HIBD新生大鼠海马神经元Ca-A/K通道的影响及相关机制的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

实验不足及展望

结论

参考文献

综述

英汉缩略语名词对照

附图

研究生期间发表及待发表文章

本课题资助项目

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