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目的：研究尿素通道蛋白B (Urea transporter B,UT-B)基因敲除小鼠脑中精氨酸酶I (Arginase I,Arg I)的表达变化和炎症反应的发生及可能的机制。方法：1.体内实验采用免疫组织化学法观察野生型小鼠脑中精氨酸酶Ⅰ的分布情况；免疫荧光法观察野生型小鼠和UT-B基因敲除小鼠脑组织中精氨酸酶Ⅰ与神经元、星形胶质细胞共表达特点；蛋白免疫印迹(Western blot)法检测UT-B基因敲除小鼠和野生型小鼠脑中Arg I、诱导型一氧化氮合成酶(Inducible nitric oxide synthase,iNOS)和肿瘤坏死因子a (Tumor necrosis factor a, TNF-a)蛋白的表达变化。2.体外实验模拟UT-B基因敲除小鼠脑中尿素堆积,利用高浓度(25 mmol/L)尿素刺激人脑微血管内皮细胞(human brain microvascular endothelial cells, HBMECs),免疫荧光法观察细胞内TNF-α和iNOS的表达；Western blot检测高浓度尿素刺激细胞3、6、12和24h后,炎症因子iNOS、TNF-α环氧合酶-2 (Cycloxygenase-2, COX-2)和相关信号通路核转录因子蛋白(nuclear factor kappa B, NF-κB/p65)、p-p65、腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)、p-AMPK的蛋白表达水平变化；酶联免疫吸附法(ELISA)和化学法进一步检测高浓度尿素在不同时间刺激人脑微血管内皮细胞后TNF-a和NO的含量。结果：1.精氨酸酶Ⅰ在小鼠脑组织中分布广泛,包括大脑皮质(分子层除外)、海马(主要表达在CA1、CA3亚区及齿状回)、丘脑(核团)、脑干神经核团、小脑(核团及皮质的颗粒细胞层和梨状细胞层)、第三脑室和脉络丛等。ArgI阳性表达产物主要在神经元的胞体和树突,少量表达在神经胶质细胞。2.与野生型小鼠相比,UT-B基因敲除小鼠脑组织中标记神经元的NeuN阳性荧光强度明显减弱。3.与野生型小鼠相比,UT-B基因敲除小鼠海马中ArgI蛋白表达水平下降(P<0.05),而iNOS和TNF-α蛋白表达水平明显升高(P<0.01)。4.高浓度(25 mmol/L)尿素刺激人脑微血管内皮细胞不同时间后,细胞中TNF-α、COX-2、p-p65和p-AMPK蛋白表达水平在3和6h明显高于对照组(P<0.05); iNOS蛋白表达水平在24 h内则持续增高(P<0.05)；NO含量在3h明显增多(P<0.05)。结论：1.野生型小鼠脑组织中精氨酸酶Ⅰ分布广泛,且主要表达在神经元上,少量表达在神经胶质细胞。2.UT-B基因敲除小鼠与野生型小鼠比较,脑组织中神经元数目明显减少,且精氨酸酶Ⅰ含量随神经元数目减少而减少。除此之外,UT-B基因敲除小鼠脑组织中相关炎症因子iNOS和TNF-α蛋白表达水平增高,提示UT-B基因敲除小鼠脑中可能有炎症反应的发生。3.高浓度(25mmol/L)的尿素能诱导人脑微血管内皮细胞产生炎症因子,NF-κB/p65和AMPK信号通路可能参与到了该炎症反应过程,而且后者可能影响细胞的能量代谢。除此之外,细胞中NO含量的改变可能影响人脑微血管内皮细胞的正常功能。