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目的:观察自发性高血压大鼠海马神经元的改变及姜黄素对其脑缺血再灌注后海马神经元凋亡的影响及其可能的保护机制。
方法:雄性Wistar-Kyoto(WKY)大鼠60只,随机分为2组:假手术组(W-Sham组)和全脑缺血再灌注组(W-I/R组)；SHR120只,随机分为4组:假手术组(S-Sham组)、全脑缺血再灌注组(S-UR组)、姜黄素100mg/kg预处理组(PreS-Cur组),于缺血前1 h腹腔给药和姜黄素100mg/kg后处理组(PostS-Cur组),于缺血再灌注后30min腹腔给药。上述实验组按再灌注2 h、6 h、1d、3 d、7 d五个时间点再分为五个亚组。采用4-VO法建立大鼠全脑缺血再灌注模型,于缺血再灌注各时间点处死,每组6只大鼠。制备大鼠脑石蜡标本,采用TUNEL法检测海马CA1区神经元的凋亡情况；免疫组化法测定海马CA1区p-c-jun、c-fos、caspase-12和caspase-3的表达水平；于再灌注7d时观察行为学,然后处死。
结果:
1.行为学:两种大鼠假手术组学习、记忆能力无差别(P>0.05),I/R后学习、记忆能力下降；I/R后SHR学习能力、记忆能力较WKY大鼠下降(P<0.05)；与S-I/R组比较,姜黄素预/后处理组学习能力和记忆能力改善(P<0.05)。
2.海马神经元凋亡计数:W-Sham组海马CA1区有极少量TUNEL阳性神经元分布,与之相比,S-Sham组CA1区可见较多量的阳性神经元(P<0.05)。S-I/R组海马CA1区TUNEL阳性神经元在再灌注2h即可见较多表达,至1d达高峰,7d恢复至2h水平；而W-I/R组3天达高峰,7d恢复至2h水平。与Sham组相比,两种大鼠I/R组各时点阳性细胞数增加(P<0.05)。与W-I/R组相比,S-I/R组在各再灌注点阳性细胞数显著增加(P<0.05)；姜黄素预/后处理组海马CA1区TUNEL阳性细胞数较S-I/R组明显减少(P<0.05)。
3.海马p-c-jun表达:与W-Sham组相比,S-Sham组p-c-Jun蛋白表达增加(P<0.05)。全脑IR后2h P-C-Jun蛋白表达开始增加,再灌注后1d达峰值水平,后逐渐降低。各时间点S-I/R组p-c-Jun蛋白表达比W-I/R组增加(P<0.05),与Sham组相比,两种大鼠IR组p-c-Jun表达增加(P<0.05)。姜黄素预/后处理组海马CA1区神经元细胞核中p-c-Jun蛋白的表达较S-I/R组明显减少(P<0.05)。
4.海马c-fos表达:W-Sham组海马CA1区有极少量的c-Fos蛋白表达,S-Sham组与之相比各时点c-Fos蛋白表达增加(P<0.05)。全脑IR后2h c-Fos蛋白表达开始增加,再灌注后3d达峰值水平,后逐渐降低。各时间点S-I/R组c-Fos蛋白表达比W-I/R组增加(P<0.05),与Sham组相比,两种大鼠I/R组c-Fos表达增加(P<0.05)。姜黄素预/后处理组海马CA1区神经元细胞核中c-Fos蛋白的表达较S-I/R组明显减少(P<0.05)。
5.海马caspase-12、caspase-3表达:与W-Sham组相比,S-Sham组各时点海马CA1区caspase-12、caspase-3蛋白表达增加(P<0.05)。全脑I/R后2hcaspase-12、caspase-3蛋白表达开始增加,再灌注后1d达峰值水平,后降至基础水平。各时间点S-I/R组caspase-12、caspase-3蛋白表达高于W-FR组(P<0.05):与Sham组相比,两种大鼠IR组caspase-12、caspase-3蛋白表达增加(P<0.05)。与S-I/R组相比,姜黄素预/后处理组各时间点海马CA1区神经元细胞中caspase-12、caspase-3蛋白的表达明显减少(P<0.05)。
结论:SHR海马神经元凋亡数目增加,JNK下游物质c-jun、c-fos及内质网应激凋亡通路caspase-12、caspase-3的表达上调；I/R后通过增强其表达加重海马神经元凋亡。姜黄素预/后处理均可显著减少SHR FR后海马神经元凋亡,其机制与抑制海马c-jun、c-fos、caspase-12和caspase-3表达有关。