右美托咪定對(duì)大鼠海馬神經(jīng)元缺氧復(fù)氧損傷的作用及其機(jī)制.pdf

1、腦缺血是腦部組織血流量不足的一種疾病，這種情況通?？梢詫?dǎo)致腦組織的代謝率以及能量的降低，和隨之引起來的局部區(qū)域的腦梗死。當(dāng)腦缺血這種情況發(fā)生時(shí)，由于來自于血液的氧以及營(yíng)養(yǎng)物的供給減少，可能使腦部的神經(jīng)元組織產(chǎn)生饑餓感。饑餓可以誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生凋亡，它有兩個(gè)轉(zhuǎn)移方向，一是往好的方向轉(zhuǎn)化：即恢復(fù)生存，二是往壞的方向轉(zhuǎn)化：即進(jìn)入死亡。從病理生理學(xué)上來講，再灌注損傷通常發(fā)生在缺血期后血液供應(yīng)重新返回腦組織時(shí)。與缺血性損傷相比，局部缺血/再灌注（I/

2、R）可能是引起線粒體呼吸鏈反應(yīng)的破壞以及腦部組織腦損傷區(qū)域中炎性介質(zhì)的過量產(chǎn)生以及包漿中的Ca2+離子大量沉積從而對(duì)神經(jīng)元造成的更多的損害；在臨床外科上，有包括急性缺血性中風(fēng)以及急性創(chuàng)傷性腦損傷等很多種腦部疾病，都可以引起缺血以及再灌注損傷。再灌注損傷在臨床上被認(rèn)為是繼發(fā)性腦損傷的重要因素。
　　線粒體在調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)過程中起著重要的作用，它在細(xì)胞中以較高的速度不停的運(yùn)動(dòng)著，通過自我分裂或者彼此間相互融合，實(shí)現(xiàn)新個(gè)體的產(chǎn)生，并可

3、以在細(xì)胞中形成一種緊密的聯(lián)系。線粒體通常被人們稱作“細(xì)胞動(dòng)力工廠”，其分裂和融合是否平衡，影響著功能和結(jié)構(gòu)的變化。經(jīng)過以前的研究表明，線粒體可以減少細(xì)胞色素C、以及調(diào)亡蛋白AFI因子等的表達(dá),從而在細(xì)胞的程序性死亡中起著重要的調(diào)控作用。我們通過對(duì)大鼠短暫性腦I/R損傷模型的分析表明，線粒體分裂的多少與細(xì)胞凋亡的程度有著密切的關(guān)聯(lián)，抑制線粒體的分裂能夠減輕腦皮質(zhì)部分的I/R損傷。另外，有研究證實(shí):線粒體的分裂過程中，鈣信號(hào)通路可以對(duì)線粒體

4、分裂相關(guān)蛋白Drpl的磷酸化與去磷酸化產(chǎn)生影響,進(jìn)而對(duì)線粒體的分裂起到調(diào)控作用；因此如果減少線粒體攝取鈣離子的量，就可以降低線粒體的分裂能力，減少分裂線粒體的分裂次數(shù);在我們以前的實(shí)驗(yàn)中也曾發(fā)現(xiàn)，降低MCU活性，對(duì)腦梗死面積及自由氧產(chǎn)生有一定的抑制作用,減輕線粒體腫脹損傷。這點(diǎn)在大鼠短暫性I/R損傷模型中得到了很好的體現(xiàn)。
　　右美托咪定是一種通過選擇性激動(dòng)發(fā)揮其作用的鎮(zhèn)靜劑以及鎮(zhèn)痛劑，主要作用于α2腎上腺素受體。以前的研究已經(jīng)證

5、明過，右美托咪定可防止缺血再灌注損傷誘導(dǎo)的對(duì)心肌，腎，腸，肝，肺以及腦的損傷。同時(shí)Kuhmonen等人發(fā)現(xiàn)右美托咪定能夠?qū)Υ笫笾心X動(dòng)脈閉塞引起的腦梗死有很大的益處。右美托咪定還可以減少炎性介質(zhì)誘導(dǎo)的Ca2+釋放以及鈣超載減少炎癥的繼續(xù)進(jìn)展。最新研究表明右美托咪定可以抑制氧糖剝奪或者Ca2+誘導(dǎo)線粒體腫脹而保持線粒體形態(tài)與功能的穩(wěn)定，抑制海馬神經(jīng)元鈣超載，減少鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的激活，進(jìn)而抑制線粒體分裂，其機(jī)制可能是通過抑制鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的活

6、性，減少其對(duì)Drp1-ser637的磷酸化，進(jìn)而抑制Drp1的轉(zhuǎn)位，減少與線粒體外膜蛋白Fis1的結(jié)合；另外，它還可以抑制Drp1-ser637與Fis1的表達(dá)，減少它們?cè)诰€粒體外膜的共定位結(jié)合，從而抑制線粒體分裂的啟動(dòng)。凋亡是I/R誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷中的主要途徑。線粒體在涉及細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)的內(nèi)在途徑中起重要作用。I/R誘發(fā)引起來炎癥因子可以引起線粒體的結(jié)構(gòu)和功能異常，導(dǎo)致CytC從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中和隨后級(jí)聯(lián)激活半胱天冬酶-9，-3和-

7、6，進(jìn)而引起相關(guān)的凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)，Caspase-3的激活是線粒體凋亡必須經(jīng)歷的過程，它通過與其他家族成員的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，可以加速細(xì)胞的凋亡。因此我們就假設(shè)右美托咪定可以通過抑制鈣超載來減少線粒體分裂、保持線粒體形態(tài)與功能的穩(wěn)定，進(jìn)而通過抑制線粒體-細(xì)胞色素C-半胱氨酸蛋白酶凋亡途徑，來減少神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡，從而發(fā)揮腦保護(hù)作用。
　　目的：探討右美托咪定在大鼠海馬神經(jīng)元缺氧復(fù)氧損傷中的作用，以及右美托咪定對(duì)線粒體分裂的的影響。
　

8、　方法：新生24h之內(nèi)的SD大鼠，斷頭分離大腦海馬區(qū)神經(jīng)組織，收集獲得神經(jīng)元細(xì)胞進(jìn)行原代海馬神經(jīng)元培養(yǎng)，培養(yǎng)至第8天，氧糖剝奪法建立海馬神經(jīng)元缺氧復(fù)氧模型，按照隨機(jī)數(shù)字表法將其隨機(jī)分為6組：:空白對(duì)照組(C組)，細(xì)胞未給予任何處理；賦形劑組（V組），賦形劑二甲基亞砜（DMSO)，終濃度為0.01%]加入細(xì)胞培養(yǎng)基；缺氧復(fù)氧組（H/R組）；右美托咪定組：D1、D2、D3組，在細(xì)胞缺氧復(fù)氧期間分別加入右美托咪定0.1、1、10μmol/L。

9、分組處理之后，用細(xì)胞增殖與毒性檢測(cè)試劑盒檢測(cè)各組細(xì)胞活性（確定右美托咪定合適的濃度范圍）、用透射電鏡觀察線粒體的超微結(jié)構(gòu)、用激光共聚焦顯微鏡觀察各組神經(jīng)元細(xì)胞質(zhì)Ca2+熒光強(qiáng)度、用ELISA法檢測(cè)細(xì)胞鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶活性、用Western-blot檢測(cè)Drp1、Fis1、Cyt C、capase3蛋白的表達(dá)。用流式細(xì)胞學(xué)檢測(cè)神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡率。
　　結(jié)果：與對(duì)照組比較，H/R組的細(xì)胞數(shù)目以及活性顯著減少，與 H/R組比較，右美托咪定

10、組（D1、D2、D3）細(xì)胞數(shù)量相對(duì)增加，并且D2組的細(xì)胞活性比D1和D3相對(duì)要高。與對(duì)照組相比，H/R組的細(xì)胞凋亡率顯著增多，與 H/R組比較，右美托咪定組（D1、D2、D3）細(xì)胞凋亡率相對(duì)降低，并且D2組的細(xì)胞凋亡率比D1和D3相對(duì)要低。與對(duì)照組相比，神經(jīng)元Ca2+熒光強(qiáng)度、鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶活性及Drp1、Fis1、Cyt C、caspase3蛋白的表達(dá)升高（P＜0.05）；與H/R組比較，D1、D2、D3組神經(jīng)元活性增強(qiáng)、線粒體超微結(jié)

11、構(gòu)破壞明減輕，神經(jīng)元Ca2+熒光強(qiáng)度、鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶活性及Drp1、Fis1、Cyt C、caspase3的表達(dá)均降低（P＜0.05）；D2組又較D1、D3組細(xì)胞活性增強(qiáng)，細(xì)胞質(zhì)Ca2+熒光強(qiáng)度、鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶活性及Drp1、Fis1、Cyt C、caspase3的表達(dá)均降低（P＜0.05）。
　　結(jié)論:右美托咪定0.1、1、10μmol/L可以明顯改善大鼠海馬神經(jīng)元在缺氧復(fù)氧中的損傷，其中1μmol/L是最佳的保護(hù)濃度，其機(jī)制可