电针对大鼠局灶性脑缺血再灌注后脑细胞凋亡的影响及其机制的研究

来源 :泰山医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BluePrince
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目的:采用大鼠局灶性脑缺血再灌注动物模型,观察电针对内质网介导的凋亡通路在脑细胞凋亡中的作用及对脑细胞凋亡逆转的影响,探讨电针干预对大鼠局灶性脑缺血再灌注后脑细胞保护作用可能的机制,为针刺治疗缺血性脑损伤提供实验依据及理论指导。 方法: 1.动物模型:10%水合氯醛腹腔麻醉,分离右侧颈总动脉(CCA)、颈内动脉(ICA)和颈外动脉(ECA)。用肝素处理过的尼龙栓子沿剪口从颈外动脉插入,经CCA进入ICA,以CCA分叉处计算,进线深度为(18.0±0.5)mm,越过大脑中动脉起始部至大脑前动脉,阻断大脑中动脉血流,造成局灶性脑缺血状态,缺血30min后缓慢将尼龙栓子拔出形成血流再灌注,分别于再灌注3h、6h、12h、24h处死大鼠取材。 2.实验动物分组:本实验设立3个实验组,分别为:实验对照组(sham)、脑缺血再灌注组(I/R)和针刺干预组(I/R+EA)。 3.电针方法:取大鼠的“百会”和“水沟”穴,取穴标准及针刺深度参照中国针灸学会实验针灸研究会华兴邦等制定的《实验动物穴位图谱》。于再灌注开始后用28号1寸毫针,接电针治疗仪,针刺频率为2-15Hz,间断疏密波,刺激强度从3mA起,每10min增加1mA,终强度为5mA,持续时间为30min。 4.凋亡细胞的检测:制备冰冻切片,用TdT介导的dUTP缺口末端标记技术原位检测大鼠脑细胞的凋亡。 5.游离钙浓度的检测:制备脑单细胞悬液,加入Fluo-3,AM工作液避光孵育,激光共聚焦显微镜断层扫描,观察脑细胞内游离钙浓度的变化。 6.caspase-12mRNA RT-PCR扩增:应用逆转录-聚合酶链反应,检测大鼠大脑皮层和纹状体内caspase-12mRNA表达的变化。 7.Western blot:Western blot检测大鼠大脑皮层和纹状体内caspase-3、caspase-12、PARP、iCAD蛋白的表达。 8.免疫荧光组织化学方法:取冰冻切片,免疫荧光组织化学检测GRP78和GRP94蛋白的表达,激光共聚焦显微镜进行双通道断层扫描观察,分别计数大鼠大脑皮层、纹状体内GRP78和GRP94蛋白阳性表达的细胞个数。 9.神经功能的重建:术前7天开始对各组大鼠进行抓力、水迷宫学习训练,分别于脑缺血12h再灌注后7d、14d、30d进行抓力、水迷宫测试,观察脑缺血再灌注后大鼠神经功能恢复状况。 结果: 1.单纯脑缺血再灌注组3h、6h、12h、24h后大鼠大脑损伤侧纹状体部位凋亡细胞数分别为14.00±1.16、15.80±1.32、59.50±2.59、47.30±1.77,和实验对照组凋亡细胞数3.5±0.85相比明显增多,统计学分析,有显著差异;针刺干预组再灌注12h、24h后大鼠大脑损伤侧纹状体部位凋亡细胞数分别为31.30±3.34、30.20±2.10和单纯脑缺血再灌注12h、24h组凋亡细胞数59.50±2.59、47.30±1.77相比明显减少,统计学分析,有显著差异。 2.脑缺血再灌注3h、6h、12h、24h后脑细胞胞浆内GRP78蛋白阳性细胞数20.00±2.21、27.40±1.96、65.30±2.50、35.70±2.31和GRP94蛋白阳性细胞数20.20±1.55、25.70±2.21、44.30±2.67、40.10±2.33与实验对照组GRP78蛋白阳性细胞数1.70±0.82和GRP94蛋白阳性细胞数1.9±0.74相比明显增加;针刺干预后再灌注3h、6h、12h、24h GRP78蛋白阳性细胞数14.40±1.78、17.00±1.33、31.50±2.55、20.60±2.17和GRP94蛋白阳性细胞数14.70±2.11、13.20±1.62、25.30±2.41、22.20±2.10与相应的脑缺血再灌注组比较明显减少,组间比较有非常显著的统计学意义。 3.大鼠急性脑缺血再灌注3h、6h、12h、24h后大脑纹状体凋亡蛋白的表达变化:I/R组再灌注大脑皮层及纹状体caspase-3蛋白前体、caspase-12蛋白前体、PARP蛋白、iCAD蛋白的表达与sham组比较均明显降低;与I/R组比较,电针治疗后caspase-3蛋白前体、caspase-12蛋白前体、PARP蛋白前体、iCAD蛋白的表达均上调。 4.I/R组大脑皮层及纹状体caspase-12 mRNA表达增强;电针治疗后caspase-12mRNA表达与I/R组比较明显下调。 5.单纯脑缺血再灌注6h、12h、24h组[Ca2+]i分别为16.87±3.56、34.10±1.06、28.56±2.16与实验对照组[Ca2+]i 8.63±1.84相比明显升高,有显著差异;电针6h、12h、24h组[Ca2+]i分别为10.9±1.18、20.91±4.73、18.18±1.66与单纯脑缺血再灌注6h、12h、24h组[Ca2+]i相比明显降低。 6.神经功能重建结果显示 ①电针7d、14d组大鼠抓力分别为1315.47±55.32、1768.09±82.48与脑缺血再灌注7d、14d组869±28±66.65、1456.51±78.56相比明显升高,经SPSS12.0统计学软件单因素方差分析,有显著差异,有显著的统计学意义;30d针刺干预组大鼠抓力1925.85±28.50与单纯脑缺血再灌注30d组大鼠抓力1927.33±38.31无明显差异,无统计学意义。 ②水迷宫:I/R组EL较sham组EL明显延长,结果有统计学意义;与I/R组比较I/R+EA组EL明显延长,结果有统计学意义;I/R组与I/R+EA组大鼠EL均在脑缺血再灌注后1w达到最高,脑缺血再灌注后2w开始下降,脑缺血再灌注后1m降至最低。 结论: 1.急性局灶性脑缺血再灌注后大鼠纹状体脑细胞凋亡数量增多、细胞内游离钙、caspase-12mRNA、GRP78、GRP94、caspase-12、PARP、iCAD、caspase-3蛋白表达均明显升高;大鼠的肌力及定向能力等神经功能明显下降。 2.针刺干预可减缓脑缺血再灌注后脑细胞胞浆内病理性钙内流,下调caspase-12mRNA、GRP78、GRP94、caspase-12、PARP、iCAD、caspase-3蛋白表达,减少细胞凋亡,从而逆转或阻止脑细胞凋亡进程,促进神经功能的恢复,具有可靠的脑保护作用。 3.针刺干预可能通过阻断内质网及炎性因子介导的凋亡通路对抗脑缺血再灌注损伤后的脑细胞凋亡,使处于凋亡早期的脑细胞发生凋亡逆转,从而促进神经功能的恢复,进而对降低脑中风的死亡率和致残率具有重要作用。本实验为针刺在脑卒中的治疗机制的研究上提供了理论依据。
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