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背景和目的脑缺血性疾病占脑血管疾病总数的90%以上,如何提高脑组织对缺氧的耐受,减轻缺血后神经及功能损伤,一直是神经外科领域研究的难点和重点。本课题前期试验发现,高压氧预适应(hyperbaric oxygen preconditioning,HBOP)对脊髓损伤、脑缺血都表现出了积极的保护作用,但其具体作用机制尚不明确。P2X7r(P2X7receptor)是ATP门控离子通道家族中的独特亚型,广泛分布于脑组织细胞,P2X7r作为上游调节位点,在神经系统参与多种功能活动,在缺血性脑损伤中发挥重要作用。AQP4是膜水通道蛋白,在血脑屏障(blood brain barrier, BBB)的星形胶质细胞足突高度表达,是星形胶质细胞上最为主要的功能蛋白,与水分子的转运密切相关。AQP4的调控影响着BBB的通透性变化,同样在缺血缺氧脑水肿的发生发展进程中扮演重要角色。课题前期动物实验部分发现,HBOP能通过下调P2X7r和AQP4蛋白的表达起到对小鼠MCAO模型的保护作用。应用P2X7r的激动剂BzATP在MCAO之前对小鼠进行预处理,能上调AQP4表达,加重实验动物的神经功能损伤。这说明P2X7r对AQP4具有调控作用。因此本课题在前期动物实验的基础上,以离体培养的大鼠脑星形胶质细胞为研究对象,探讨HBOP对星形胶质细胞(oxygen glucose deprivation)OGD模型的缺氧保护作用,并着重研究P2X7r对AQP4的调控及其在HBOP抗细胞缺氧损伤机制中的重要地位。方法:1.选择出生3天以内的新生大鼠,从大脑中分离星形胶质细胞,通过对传统培养技术的改进,培养出纯度高且能稳定传代的星形胶质细胞,进行免疫荧光染色鉴定。2.传代后的细胞分为4个组:对照组(control)、高压氧预适应组(HBOP)、单纯缺氧组(OGD)、高压氧预适应缺氧组(HBOP+OGD)。按既定方案进行细胞处理后,分别检测各组细胞培养基、细胞裂解液的化学发光度值,细胞凋亡率,并运用WesternBlot和QT-PCR技术检测各组细胞在预定时相点P2X7r及AQP4的蛋白及mRNA表达情况。3.细胞分为8个组: HBOP组、 HBOP+BBG组、 HBOP+BzATP组、HBOP+BBG+BzATP组、HBOP+OGD组、HBOP+BBG+OGD组、HBOP+BzATP+OGD组、HBOP+BBG+BzATP+OGD组(BzATP和BBG分别为P2X7r的激动剂与拮抗剂)。按既定方案进行细胞处理后,进行细胞凋亡率检测,并运用Western Blot和QT-PCR技术检测各组细胞在预定时相点P2X7r及AQP4的蛋白及mRNA表达情况。结果:1.培养出的星形胶质细胞高度表达GFAP抗体,细胞计数分析显示纯化度高达95%;2.HBOP具有明确的细胞缺氧保护作用;应用P2X7r的激动剂BzATP可削弱这种保护力度,加重缺氧损伤,BBG可部分拮抗BzATP的负效应;3.HBOP可上调离体培养大鼠脑星形胶质细胞的P2X7r表达,降低AQP4蛋白表达水平;在进行OGD处理后,OGD组细胞的P2X7r和AQP4蛋白表达在缺氧6h即达到高峰,此后变化不大;而HBOP+OGD组细胞的P2X7r和AQP4蛋白表达在缺氧6h下调,此后升高,在缺氧12h时达到高峰,总体呈先降后升的趋势。QT-PCR结果与Western blot结果基本一致;4.在正常条件下,应用BzATP后,P2X7r表达水平增加,AQP4表达减弱,应用BBG后,P2X7r表达下调,而AQP4的表达增加;在缺氧环境中,应用BzATP能同时上调P2X7r和AQP4的表达,应用BBG能同时下调P2X7r和AQP4的表达;BzATP的激动剂作用能被BBG部分拮抗。结论:1.HBOP处理能有效降低OGD细胞的凋亡率,具有明确的缺氧保护作用;2.HBOP通过延迟OGD细胞的P2X7r和AQP4蛋白表达高峰起到细胞缺氧保护作用;3.BzATP能拮抗HBOP对细胞的缺氧保护作用,而这种拮抗作用能被BBG部分抵消;4.P2X7r对AQP4的表达具有明确的调节作用,这种调控作用在HBOP抗细胞缺氧损伤机制中占重要地位。