尤瑞克林對(duì)大鼠腦I/R后大腦皮層細(xì)胞凋亡及凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的影響

張滌，楊東娜 (沈陽(yáng)市第五人民醫(yī)院，沈陽(yáng)110023)

尤瑞克林對(duì)大鼠腦I/R后大腦皮層細(xì)胞凋亡及凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的影響

張滌，楊東娜 (沈陽(yáng)市第五人民醫(yī)院，沈陽(yáng)110023)

摘要：目的觀察尤瑞克林對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注(I/R)后不同時(shí)間點(diǎn)大腦皮層細(xì)胞凋亡及Caspase-3、Bcl-2蛋白表達(dá)的影響。方法84只SD雄性大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組，模型1、2、3組及尤瑞克林1、2、3組，各12只。各模型組及尤瑞克林組采用線栓法制作大腦中動(dòng)脈閉塞(MCAO)模型；假手術(shù)組只分離、暴露血管，不結(jié)扎血管，不插入尼龍魚線；尤瑞克林1、2、3組在造模后30 min舌下靜脈注射尤瑞克林。模型1、2、3組及尤瑞克林1、2、3組分別于缺血后6、12、48 h小心向外拉魚線約1 cm使其斷端回至頸外動(dòng)脈內(nèi)，形成再灌注。對(duì)各組大鼠行Zea Longa神經(jīng)缺損功能評(píng)分，以1～3分判定為模型制作成功。每組各取2只大鼠于再灌注24 h采用TUNEL法檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況，剩余10只采用免疫組化法檢測(cè)腦組織Caspase-3、Bcl-2蛋白。結(jié)果與假手術(shù)組相比，模型組及尤瑞克林組大腦皮層細(xì)胞凋亡率及腦組織Caspase-3表達(dá)增高，Bcl-2表達(dá)降低(P均<0.05)；其中，尤瑞克林1、2、3組Caspase-3表達(dá)低于模型1、2、3組(P<0.05)，尤瑞克林2、3組Bcl-2表達(dá)高于模型2、3組。結(jié)論尤瑞克林可抑制局灶性腦缺血再灌注大鼠大腦皮層細(xì)胞凋亡；該作用可能是通過(guò)下調(diào)Caspase-3表達(dá)、上調(diào)Bcl-2表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)鍵詞：尤瑞克林；缺血再灌注損傷；細(xì)胞凋亡；含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3；B淋巴細(xì)胞瘤-2基因；大鼠

缺血性腦卒中發(fā)病率高，同時(shí)有較高的致殘率及病死率，目前治療急性期缺血性腦卒中最有效的方法是溶栓治療，但其僅用于發(fā)病時(shí)間較早的患者，很多患者錯(cuò)失了最佳溶栓時(shí)間。尤瑞克林是治療缺血性腦卒中的一種新藥，因其安全性、有效率高，不良反應(yīng)少，得到了廣泛認(rèn)可[1]。2012年3～9月，本研究制備了局灶性缺血性腦卒中大鼠模型，觀察尤瑞克林對(duì)大腦皮層細(xì)胞凋亡及凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的影響。現(xiàn)報(bào)告如下。

1材料與方法

1.1試劑與儀器10%水合氯醛，氯化紅四氮唑(TTC)，Caspase-3 mRNA原位雜交試劑盒，Bcl-2檢測(cè)試劑盒，4%多聚甲醛，TUNEL凋亡檢測(cè)試劑盒，DAB顯色液，圖像分析儀(HMIAS-2000醫(yī)學(xué)圖文分析系統(tǒng))，生物顯微鏡(Olympus CX31)。

1.2動(dòng)物分組與處理SD雄性大鼠84只，體質(zhì)量240～280 g，鼠齡3～4個(gè)月。隨機(jī)分為假手術(shù)組，模型1、2、3組及尤瑞克林1、2、3組，各12只。各模型組及尤瑞克林組采用改良的Zea Longa線栓法制備大腦中動(dòng)脈閉塞(MCAO)模型[2,3]，大鼠術(shù)前禁食12 h，不禁水，稱重后予10%水合氯醛0.3 mL/100 g腹腔注射麻醉，取仰臥位固定，常規(guī)備皮消毒，頸正中切口，分離右側(cè)頸總動(dòng)脈(CCA)、頸外動(dòng)脈(ECA)、頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)及迷走神經(jīng)，結(jié)扎ECA，于頸總動(dòng)脈分叉下方剪一切口，將一根長(zhǎng)5.0 cm、直徑約0.23 mm的制備好的圓頭魚線從小口插入，插入深度距頸內(nèi)外動(dòng)脈分叉處16～18 mm，直至有輕微阻力感為止，用線扎緊固定栓線，然后縫合肌肉皮膚，在栓線尾端外露部分作標(biāo)記。假手術(shù)組魚線置入頸內(nèi)動(dòng)脈10 mm即可，余步驟同模型組。各組均在術(shù)后1～2 h大鼠清醒時(shí)行神經(jīng)功能評(píng)分。尤瑞克林各組在造模后30 min按8.75×10-3PNA單位/kg舌下靜脈注射給藥。術(shù)后用慶大霉素注射液沖洗創(chuàng)口后逐層縫合，栓線尾端外露部分標(biāo)記，放回籠子內(nèi)單籠飼養(yǎng)。模型1、2、3組及尤瑞克林1、2、3組分別于缺血后6、12、48 h小心外拉栓線約1 cm使其斷端頭部回至ECA內(nèi)，形成再灌注。對(duì)大鼠進(jìn)行Zea Longa神經(jīng)缺損功能評(píng)分[4]，無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)損傷體征計(jì)0分，不能完全伸展右側(cè)前爪計(jì)1分，行走時(shí)向右側(cè)轉(zhuǎn)圈計(jì)2分，站立不穩(wěn)、向右側(cè)傾倒計(jì)3分，不能自發(fā)行走、意識(shí)喪失計(jì)4分；以1～3分判定為模型制作成功，如實(shí)驗(yàn)中有死亡大鼠，取同批次的大鼠補(bǔ)足。

1.3細(xì)胞凋亡檢測(cè)每組大鼠各取2只于再灌注24 h予水合氯醛麻醉，打開胸腔，完全暴露大鼠心臟，由左心室插入20號(hào)針頭，剪開右心耳，灌注生理鹽水，見大鼠四肢、眼睛、口唇黏膜逐漸變?yōu)榘咨?、右心耳流出澄清液體后，用4%多聚甲醛250 mL灌注固定，可見灌注過(guò)程中大鼠四肢及頭尾逐漸僵硬。在5 min內(nèi)取腦，去掉小腦、低位腦干和前部嗅球，取部分放入新鮮配置的4%多聚甲醛中固定至少24 h，常規(guī)乙醇梯度脫水，二甲苯透明后石蠟包埋，做連續(xù)冠狀切片，厚約7 μm。每只鼠取2張腦組織切片，采用TUNEL法檢測(cè)細(xì)胞凋亡，計(jì)數(shù)凋亡細(xì)胞。

1.4腦組織中Caspase-3、Bcl-2表達(dá)檢測(cè)取各組剩余10只大鼠，取材同前，并石蠟切片常規(guī)脫蠟后，采用免疫組化法檢測(cè)腦組織中的Caspase-3、Bcl-2。光鏡下觀察，胞質(zhì)被染成棕褐色為陽(yáng)性細(xì)胞。用MetaMorph顯微圖像分析系統(tǒng)測(cè)定額頂葉皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞胞質(zhì)的灰度值，染色越深，其值越小，代表蛋白表達(dá)越高；每張切片隨機(jī)選擇5個(gè)視野，取均值。

2結(jié)果

造模后3只大鼠死亡，2只神經(jīng)功能評(píng)分為1分，剔除，取同批次造模成功及神經(jīng)功能評(píng)分合格的大鼠補(bǔ)齊。隨著再灌注時(shí)間延長(zhǎng)，尤瑞克林組與模型組大腦皮層細(xì)胞凋亡率增高，腦組織中Caspase-3表達(dá)上調(diào)，Bcl-2表達(dá)下調(diào)；與假手術(shù)組相比，模型組及尤瑞克林組大腦皮層細(xì)胞凋亡率及腦組織中Caspase-3表達(dá)增高，Bcl-2表達(dá)減弱(P均<0.05)；尤瑞克林2、3組細(xì)胞凋亡率低于模型2、3組，尤瑞克林1、2、3組Caspase-3表達(dá)低于模型1、2、3組，尤瑞克林2、3組Bcl-2表達(dá)高于模型2、3組(P均<0.05)。見表1。

表1　各組大鼠大腦皮層細(xì)胞凋亡率及腦組織中Caspase-3、

注：與假手術(shù)組比較，*P<0．05；與相應(yīng)模型組比較，#P<0．05。

3討論

缺血性腦卒中目前已成為影響我國(guó)居民健康的重要疾病之一。腦缺血后再灌注可能通過(guò)觸發(fā)一系列的復(fù)雜的級(jí)聯(lián)反應(yīng), 包括線粒體損傷、鈣超載、興奮性氨酸毒性作用、自由基生成、蛋白酶激活和炎癥反應(yīng)等, 這些因素導(dǎo)致細(xì)胞死亡或凋亡。保護(hù)凋亡細(xì)胞周圍缺血半暗帶的神經(jīng)細(xì)胞，抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生，是缺血性腦損傷治療的重點(diǎn)[5～7]。目前臨床上有確切療效的治療急性缺血性腦卒中的藥物并不多。尤瑞克林即人尿激肽原酶，是從健康男性尿中提取的一種由238個(gè)氨基酸組成的絲氨酸蛋白酶[8,9]。尤瑞克林作用于激肽原后形成胰激肽，后者及其進(jìn)一步降解產(chǎn)物能與缺血部位血管細(xì)胞產(chǎn)生的B1受體結(jié)合發(fā)揮擴(kuò)張微動(dòng)脈的作用。因B1受體僅在組織受缺血損傷后由損傷的組織血管內(nèi)皮細(xì)胞誘導(dǎo)生成，故尤瑞克林可選擇性地?cái)U(kuò)張缺血區(qū)腦血管，從而提高缺血部位腦組織血流量，改善腦組織對(duì)葡萄糖及氧的攝取[10,11]。同時(shí)，尤瑞克林還能減輕神經(jīng)細(xì)胞損傷，抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)再生；隨著用藥時(shí)間延長(zhǎng)，還有促進(jìn)新生血管形成、內(nèi)源性神經(jīng)細(xì)胞再生的作用，進(jìn)一步加速神經(jīng)功能的恢復(fù)[12,13]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著再灌注時(shí)間延長(zhǎng)，尤瑞克林組與模型組大腦皮層細(xì)胞凋亡率呈上升趨勢(shì)，均高于假手術(shù)組，且尤瑞克林組細(xì)胞凋亡率低于模型組，表明以尤瑞克林處理腦缺血再灌注大鼠模型，可延緩大鼠大腦皮層細(xì)胞凋亡，保護(hù)腦組織。

很多蛋白分子參與了神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，其中Caspase-3及Bcl-2在細(xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮重要作用。Caspase在正常狀態(tài)下以無(wú)活性酶原形式存在，當(dāng)?shù)蛲鲂盘?hào)刺激其特異Asp殘基被剪切后激活，同時(shí)釋放N端結(jié)構(gòu)域。Caspase按次序激活其下游分子，形成Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，將凋亡信號(hào)級(jí)級(jí)傳至凋亡底物。Caspase-3被認(rèn)為是細(xì)胞凋亡蛋白級(jí)聯(lián)反應(yīng)的必經(jīng)之路。Caspase-3能裂解DNA修復(fù)相關(guān)分子，促使細(xì)胞凋亡[14，15]。Bcl-2是從小鼠B淋巴細(xì)胞瘤中分離得到的原癌基因，是細(xì)胞凋亡最重要的一組調(diào)節(jié)基因，可抑制多種刺激導(dǎo)致的易損神經(jīng)元凋亡[16]。本研究結(jié)果顯示，與假手術(shù)組相比，模型組及尤瑞克林組腦組織中Caspase-3表達(dá)增高，Bcl-2表達(dá)降低，且尤瑞克林組Caspase-3表達(dá)低于模型組，Bcl-2表達(dá)高于模型組，提示尤瑞克林可能是通過(guò)抑制Caspase-3表達(dá)、上調(diào)Bcl-2表達(dá)，從而起到抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡的作用。

綜上，本研究證實(shí)，大鼠大腦發(fā)生缺血再灌注損傷后，予尤瑞克林處理可降低大腦皮層細(xì)胞凋亡率，減輕缺血再灌注腦損傷，保護(hù)神經(jīng)功能，其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)有關(guān)。

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(收稿日期：2014-09-24)

中圖分類號(hào)：R33

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X(2015)02-0027-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.02.009