大鼠弥漫性脑损伤ERK1/2通路作用及机制的实验研究

论文摘要

目的通过检测磷酸化细胞外信号调节激酶1／2（phosphorylated extracellularsignal-regulated kinase1／2，pERK1／2）在大鼠弥漫性脑损伤中表达的时程变化和空间分布，来探讨弥漫性脑损伤中ERK1／2信号转导通路激活的特征。方法参照Marmarou方法制作大鼠弥漫性脑损伤模型，健康雄性SD大鼠，体重320～370g，450g金属砝码高处坠落打击，高度2m。将大鼠随机分为假手术组（sham组）、弥漫性脑损伤组（DBI组），DBI组分伤后5min、30min、3h、12h、24h、72h、7d七个时间点。Western blot法检测损伤脑组织pERK1／2蛋白的表达，以目的基因条带与内参照基因β-tublin条带吸光度比值表示待测蛋白含量。免疫组织化学方法检测pERK1／2阳性细胞在损伤脑组织中不同区域的分布，pERK1／2与NeuN、pERK1／2与GFAP双重标记免疫荧光法测定pERK1／2阳性细胞的种类。结果Western blot电泳及分析结果显示大鼠弥漫性脑损伤后脑组织pERK1／2表达显著增高，5min即达峰值，随继下降，但至12h～24h又有回升，达到第二个峰值，并持续高水平表达至72h，第7d恢复至基线水平。免疫组织化学染色观察结果显示，pERK1／2免疫阳性细胞多见于脑皮质深层，其次为海马，室管膜和脉络丛也可见pERK1／2阳性染色。损伤后30min至3h，主要见于胞浆阳性染色，损伤后24h，在胞核、胞浆均可见阳性染色，以胞核为主。胞浆染色变淡。双重标记免疫荧光法结果显示皮层深层神经细胞多数呈pERK1／2阳性染色、星形胶质细胞也呈pERK1／2免疫阳性表达，但数量较少。结论大鼠弥漫性脑损伤后ERK1／2通路被迅速和持久激活，pERK1／2免疫阳性细胞多见于脑皮质深层，也可见于海马、室管膜和脉络丛。神经元、星形胶质细胞均有pERK1／2阳性表达。目的研究ERK1／2通路特异性阻滞剂U0126对弥漫性脑损伤神经元损伤程度、细胞凋亡和胶质细胞反应等方面的影响。方法参照Marmarou方法制作大鼠重型弥漫性脑损伤模型，以450g铜质砝码自2m高处坠落打击。健康雄性SD大鼠，体重320～370g，随机分为假手术组（sham组）、弥漫性脑损伤组（DBI组）、弥漫性脑损伤并尾静脉注射U0126组（U0126组）和溶剂DMSO对照组（DMSO组）。DBI组分伤后5min、30min、3h、12h、24h、72h、7d七个时间点。U0126组为打击损伤前30min自尾静脉注射U0126，根据用量分为0.1mg／kg、0.05mg／kg两个剂量组，每个剂量组的处理时间点同DBI组。Western blot法检测损伤脑组织磷酸化ERK1／2的表达，免疫组织化学法检测磷酸化ERK1／2、神经元特异性磷酸烯醇化酶（Neuro specific enolase，NSE）、半胱氨酸蛋白激酶-3（Caspase-3）、胶质纤维酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）表达，透射电镜观察神经元超微结构以了解U0126对神经细胞损伤的影响。结果脑损伤后脑组织中磷酸化ERK1／2表达显著增高，并持续高水平表达至72h。注射U0126后，磷酸化ERK1／2表达受抑制（P＜0.01），0.1mg／kg剂量组比0.05mg／kg剂量组磷酸化ERK1／2的表达水平降低（P＜0.05）。免疫组织化学染色显示，损伤后30min脑组织中NSE表达显著升高，随着时间延长，NSE阳性细胞减少，平均光度降低。应用U0126组对30min时间点NSE表达无明显影响（P＞0.05），在12h至24h时间点较DBI组平均光度增加（P＜0.05）。Caspase-3自DBI后3h后表达增加，72h最多，U0126可抑制24h和72h时间点Caspase-3的表达（P＜0.05）。DBI后12h GFAP表达开始增加，至72h达高峰，GFAP阳性细胞密集，突起粗而多。U0126能抑制12h至72h的GFAP的表达（P＜0.05）。透射电镜显示U0126能减轻神经元损伤。结论大鼠重型弥漫性脑损伤后ERK1／2通路被过度和持久激活，阻滞其过度激活可减轻神经元损伤、减少凋亡基因的表达、减轻急性期胶质细胞反应。目的通过研究大鼠弥漫性脑损伤后细胞外信号调节激酶1／2（ERK1／2）信号转导通路特异性阻断剂U0126对c-fos基因表达的影响，探讨ERK1／2通路在弥漫性脑损伤中的作用机制。方法参照Marmarou方法制作大鼠重型弥漫性脑损伤模型，打击重量450g，高度2m。将实验大鼠随机分为假手术组（sham组）、弥漫性脑损伤组（DBI组）、静脉注射U0126组（U0126组）和溶剂DMSO对照组（DMSO组）。DBI组分伤后5min、30min、3h、12h、24h、72h、7d七个时间点。U0126组为术前30min自尾静脉注射U0126，包括0.1mg／kg、0.05mg／kg两个剂量组，每个剂量组的处理时间点同DBI组。Western blot法检测损伤脑组织磷酸化ERK1／2的表达，RT-PCR检测c-fosmRNA的表达，免疫组织化学法检测磷酸化ERK1／2和c-fos蛋白在损伤脑组织中的分布情况。结果Western blot结果显示大鼠弥漫性脑损伤后脑组织中磷酸化ERK1／2表达显著增高，并持续高水平表达至72h。U0126组与DBI组比较，磷酸化ERK1／2表达下降（P＜0.01），U0126剂量依赖性抑制磷酸化ERK1／2的表达（P＜0.05）。弥漫性脑损伤后脑组织c-fos表达显著升高，与磷酸化ERK1／2变化趋势相似，但峰值出现较晚。注射U0126后，c-fos mRNA表达减少（P＜0.05），c-fos免疫阳性细胞平均光度值降低（P＜0.05），两个U0126组之间对比，差别有统计学显著意义（P＜0.05）。结论大鼠弥漫性脑损伤后ERK1／2通路被过度和持久激活，c-fos基因表达显著升高。阻滞ERK1／2活化可以下调c-fos基因的过度表达，对损伤脑组织有保护作用。目的研究大鼠弥漫性脑损伤中磷酸化ERK1／2（pERK1／2）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的变化规律及应用ERK1／2通路阻滞剂U0126后的变化，探讨该通路在弥漫性脑损伤中的作用及机制。方法参照Marmarou方法制作大鼠重型弥漫性脑损伤模型，450g金属砝码高处坠落打击，高度2m。随机分为假手术组（sham组）、弥漫性脑损伤组（DBI组）、静脉注射U0126组（U0126组）和溶剂DMSO对照组（DMSO组）。DBI组分伤后5min、30min、3h、12h、24h、72h、7d七个时间点。U0126组为术前30min自尾静脉注射U0126，包括0.1mg／kg、0.05mg／kg两个剂量组，每个剂量组的处理时间点同DBI组。Western blot法检测损伤脑组织pERK1／2的表达，RT-PCR检测MMP-9 mRNA，透射电镜观察脑微血管损伤，干湿重法测定脑组织含水量。结果Western blot结果显示大鼠弥漫性脑损伤后脑组织中pERK1／2表达显著增高，5min即达峰值，持续高水平表达至72h。U0126组与DBI组比较，pERK1／2表达下降（P＜0.01），U0126剂量依赖性抑制pERK1／2的表达（P＜0.05）。RT-PCR检测结果显示，弥漫性脑损伤后MMP-9mRNA表达升高，U0126剂量依赖性抑制MMP-9mRNA的表达（P＜0.05）。U0126组与DBI组比较，脑组织含水量减少（P＜0.05）。透射电镜观察到弥漫性脑损伤有广泛的脑微血管的损害，打击损伤前注射U0126组微血管细胞损伤减轻。结论大鼠弥漫性脑损伤后磷酸化ERK1／2被过度持久激活，MMP-9 mRNA表达增高，通过阻滞ERK1／2通路可以下调MMP-9的表达，减轻脑水肿，对损伤脑组织有保护作用。

论文目录

• 一 中英文摘要
• 第一部分
• 摘要
• Abstract
• 第二部分
• 摘要
• Abstract
• 第三部分
• 摘要
• Abstract
• 二 正文
• 第一部分 磷酸化ERK1/2在大鼠弥漫性脑损伤中的表达
• 第二部分 阻滞大鼠弥漫性脑损伤急性期ERK1/2通路过度激活的神经保护作用
• 第三部分 U0126对弥漫性脑损伤c-fos基因表达的影响
• 第四部分 阻滞大鼠弥漫性脑损伤ERK1/2通路下调脑组织MMP-9mRNA表达
• 三 综述
• REK1/2信号通路在脑损伤中的研究进展
• 四 博士生期间发表文章
• 五 致谢