HIF-1α和细胞红蛋白在低压缺氧大鼠脑组织中的表达和意义

论文摘要

目的:本实验通过建立大鼠低压缺氧损伤模型,采用RT-PCR和免疫荧光组织化学技术,研究低压缺氧性脑损伤后缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）和细胞红蛋白（Cygb）在脑组织海马区的表达部位及时序性变化特点,探讨它们之间的相互关系以及在低压缺氧性脑损伤中的作用。方法:选用清洁级成年雄性SD大鼠60只,体重280320克。随机分为对照组及低压缺氧6h、12h、18h和24h组。建立大鼠低压缺氧损伤模型;H.E、甲苯胺兰染色观察脑组织形态学改变;物理方法检测脑含水量;生化手段检测脑组织SOD、CAT、NOS活性及MDA、NO含量。应用RT-PCR技术检测大鼠脑海马区HIF-1α和Cygb mRNA表达水平。采用免疫荧光双标记技术,利用激光共聚焦显微镜,观察低压缺氧脑损伤后HIF-1α和Cygb在大鼠海马各区神经细胞中的定位及时序性变化特点。结果:1低压缺氧损伤后脑组织形态学改变:脑冠状切片H.E染色可见海马CA1区对低压缺氧最为敏感。低压缺氧6h组CA1区大部分神经细胞胞体缩小,胞核固缩,核仁消失,胞浆深染,同质性嗜酸性着色（红色神经细胞）;海马CA2、CA3、CA4区以细胞水肿为主,神经细胞胞体肿胀,胞浆不规则淡染,胞核肿大淡染或消失。低压缺氧12h、18h和24h组海马各区细胞均以坏死和凋亡为主;随低压缺氧时间的延长损伤逐渐加重。可见大部分细胞皱缩变形,胞浆深染,核碎裂及核溶解,间质中充满细胞碎片和凋亡小体。对照组甲苯胺兰染色后神经细胞胞核呈淡蓝色,胞浆可见大量深蓝色粗颗粒状Nissl体。各低压缺氧组H.E染色中所见的红色神经细胞,甲苯胺兰染色呈均一深蓝色,Nissl体消失;H.E染色胞体肿胀、胞浆淡染细胞,甲苯胺兰染色整个细胞呈淡蓝色,Nissl体减少或消失。2脑含水量检测结果:各低压缺氧组脑含水量随低压缺氧时间的延长而逐渐增加,与对照组相比均有显著差异（P<0.01）。3生化指标检测结果:各低压缺氧组脑组织中SOD、CAT活性随低压缺氧时间的延长而逐渐降低,与对照组相比均有显著差异（P<0.01）;与对照组相比,各低压缺氧组脑组织NOS活性均明显升高（P<0.01）。与对照组相比,低压缺氧12h组MDA含量才出现明显增加（P<0.05）;18h、24h组MDA含量显著增加（P<0.01）,随低压缺氧时间的延长呈逐渐增加趋势。与对照组相比,NO含量也随低压缺氧时间的延长逐渐增加,除低压缺氧6h组外,其余各组NO含量均与对照组有显著差异（P<0.01）。4 RT-PCR结果:（1） HIF-1α:对照组中HIF-1α无表达,低压缺氧损伤后出现表达并随时间的延长逐渐增高,表现出时间依赖特点。各低压缺氧组与对照组相比均有显著差异（P <0.01）。（2） Cygb:对照组Cygb呈低表达;与对照组相比,低压缺氧6h组（P<0.05）和12h、18h、24h组（P <0.01）Cygb表达量均显著增加,并表现出时间依赖特点。5免疫荧光组织化学染色结果:HIF-1α免疫荧光阳性细胞呈绿色荧光,Cygb免疫荧光阳性细胞呈红色荧光,两者共定位显示黄色荧光。对照组海马各区均未见HIF-1α阳性表达;Cygb阳性信号出现在部分海马锥形细胞胞浆及胞核,主要聚集于核膜和核仁周围,海马各区均有表达。低压缺氧6h组海马各区部分锥形细胞胞浆出现HIF-1α阳性表达;Cygb表达增加,轴突及树突中也出现阳性信号。低压缺氧12h组海马区大部分细胞皱缩变形,胞核固缩或破裂;胞浆及胞核区均可见HIF-1α阳性表达;Cygb表达进一步增加。18 h和24h组HIF-1α和Cygb均高表达;虽然大量锥形细胞坏死和凋亡,胞核碎裂或溶解,仍可见HIF-1α阳性信号主要集中于胞核区;Cygb在胞核区和胞浆中表达均显著增加。结论:1形态学观察发现,低压缺氧可造成大鼠脑组织海马区锥形细胞损伤,包括细胞水肿、坏死、凋亡和Nissl体减少或消失;其损伤程度随低压缺氧时间的延长而加重。海马各区损伤程度不同,CA1区对低压缺氧最为敏感,损伤最严重;CA2、CA3、CA4区损伤依次减轻。2低压缺氧后大鼠脑含水量增加,出现脑水肿,且脑水肿的严重程度随低压缺氧时间的延长而加剧。3低压缺氧造成大鼠脑组织细胞氧化应激损伤。SOD和CAT活性降低而MDA蓄积增加;NOS活性升高导致NO含量显著增加。4正常时HIF-1α在海马区神经细胞中无表达;低压缺氧损伤后首先在胞浆出现阳性表达,随着低压缺氧损伤的持续表达逐渐增加并出现明显的胞核聚集趋势。提示HIF-1α产生于胞浆,但聚集于胞核内作为转录因子结合DNA而起效。5正常时Cygb在海马区神经细胞的胞核、胞浆均有少量表达,主要集中于核膜和核仁周围。随着低压缺氧损伤的持续,Cygb表达大量增加,其阳性信号遍布胞体和突起中。Cygb在神经细胞胞浆和胞核中均出现表达,并随减压缺氧时间的延长而表达增加,提示其不仅作为携氧球蛋白在胞浆中发挥作用,可能也作为一种核转录因子起到基因调控作用。6低压缺氧后大鼠脑组织海马区神经细胞中HIF-1α和Cygb表达的分布及时序性变化特点,提示Cygb可能通过HIF-1α途径转录激活,二者关系密切,共同参与低压缺氧性脑损伤的保护。

论文目录

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• 研究论文 HIF-1α和细胞红蛋白在低压缺氧大鼠脑组织中的表达和意义
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 附图
• 附表
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述 细胞红蛋白研究进展
• 致谢
• 个人简历