急性低压低氧对大鼠血脑屏障相关连接蛋白和通透性的影响

摘要

目的通过研究急性低压低氧对大鼠脑组织低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、水通道蛋白-4(AQP4)和紧密连接蛋白(claudin-5、occludin、ZO-1)的表达和形态学变化,探讨急性低压低氧对大鼠血脑屏障相关连接蛋白和通透性的影响。方法将大鼠随机分为四组:正常对照组和7000m低压低氧24h、48h、72h组,低氧组于低压舱中模拟海拔7000m(305mm Hg,PO263.7mmHg)持续行低压低氧处理。观察大鼠脑组织含水量和血脑屏障通透性的变化,用qRT-PCR法检测大鼠脑组织HIF-1α、AQP4、Claudin-5、Occludin和ZO-1 mRNA的表达量,用Western blot法检测大鼠脑组织AQP4、Occludin和ZO-1蛋白的表达水平,结合脑组织形态学变化,探讨急性低压低氧对大鼠血脑屏障通透性的影响。结果 7000m低压低氧24h组大鼠血脑屏障通透性增加(P<0.05)。大鼠脑组织AQP4 mRNA表达量在各组无显著性差异;紧密连接Claudin-5 mRNA表达量在7000m低压低氧48h组明显增加(P<0.05),紧密连接Occludin、ZO-1 mRNA表达量在7000m低压低氧48h组和72h组明显增加(P<0.05);随着低氧时间延长,HIF-1αmRNA表达量在低压低氧各组中逐渐升高。大鼠脑组织AQP4和Ocludin蛋白的表达水平在7000m低压低氧72h组明显上升(P<0.05),ZO-1蛋白的表达水平在7000m低压低氧48h组明显上升(P<0.05)。模拟7000m低压低氧行不同时间处理,低压低氧各组神经元形态学均有改变,表现为不同程度的细胞核深染和细胞间隙、血管周间隙增大。与对照组相比,低压低氧24h组形态变化不显著;低压低氧48h组偶见细胞空泡化;低压低氧72h组大鼠脑组织细胞空泡化增多、水肿明显,胶质细胞增生显著。结论急性低压低氧可使脑组织HIF-1α表达呈时间依赖性升高,通过影响AQP4、Ocludin、ZO-1蛋白表达水平,增加低压低氧下血脑屏障的通透性。