褪黑素腹腔注射对糖尿病合并脑缺血再灌注损伤小鼠脑组织损伤的预防作用及其机制

摘要

目的观察褪黑素对糖尿病合并脑缺血再灌注损伤(CIRI)小鼠脑组织损伤的预防作用,并探讨其作用机制与SIRT1-BMAL1通路介导的自噬的关系。方法取健康雄性C57BL/6小鼠24只,采用腹腔注射STZ的方法建立糖尿病模型,将糖尿病小鼠随机分为假手术组、缺血再灌注组、缺血再灌注+褪黑素组、缺血再灌注+褪黑素+SIRT1抑制剂组,每组各6只。假手术组分离大脑中动脉但不阻断;缺血再灌注组采用MCAO法建立脑缺血再灌注模型;缺血再灌注+褪黑素组采用MCAO法建立脑缺血再灌注模型,于缺血即刻和再灌注前腹腔注射褪黑素10 mg/kg;缺血再灌注+褪黑素+SIRT1抑制剂组于MCAO术前5、3、1 d腹腔注射SIRT1抑制剂5 mg/kg,采用MCAO法建立脑缺血再灌注模型,于缺血即刻和再灌注前腹腔注射褪黑素10 mg/kg。于再灌注24 h后处死各组小鼠,取脑组织,采用HE染色法观察脑组织病理变化,TTC染色法检测脑梗死体积,Western blotting法检测脑组织SIRT1-BMAL1通路相关蛋白SIRT1、BAML1、ac-BMAL1和自噬相关蛋白LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin1、Atg14表达。结果与假手术组相比,缺血再灌注组脑组织神经元数量减少,胞质疏松并伴有空泡形成,缺血再灌注+褪黑素组上述改变较缺血再灌注组减轻,缺血再灌注+褪黑素+SIRT1抑制剂组上述改变较缺血再灌注+褪黑素组加重。与假手术组相比,缺血再灌注组脑梗死体积增加(P<0.05),缺血再灌注+褪黑素组脑梗死体积较缺血再灌注组减少(P<0.05),缺血再灌注+褪黑素+SIRT1抑制剂组脑梗死体积较缺血再灌注+褪黑素组增加(P<0.05)。与假手术组相比,缺血再灌注组脑组织LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin1、Atg14及SIRT1、BAML1表达降低,ac-BMAL1表达增加(P均<0.05);与缺血再灌注组相比,缺血再灌注+褪黑素组LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin1、Atg14及SIRT1、BAML1表达增加,ac-BMAL1表达降低(P均<0.05);与缺血再灌注+褪黑素组相比,缺血再灌注+褪黑素+SIRT1抑制剂组LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin1、Atg14及SIRT1、BAML1表达降低,ac-BMAL1表达增加(P均<0.05)。结论褪黑素能够预防糖尿病合并CIRI小鼠脑组织损伤,保护脑神经;其机制可能是通过调控SIRT1-BMAL1通路介导的自噬增强来发挥作用。