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目的蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)是临床上由动脉瘤破裂引起的常见疾病,发病率和死亡率很高,最近的理论认为,早期脑损伤(early brain injury,EBI)是治疗SAH的最有希望的干预阶段。EBI包括蛛网膜下腔出血早期的神经元死亡,周围细胞凋亡,微循环功能障碍,血-脑屏障(blood–brain barrier,BBB)破坏,水肿和其他病理生理机制。在人脑中,大约50%的组织是白质(white matter,WM),其中含有神经元轴突和少突胶质细胞,但是在实验性SAH中几乎没有研究过急性WM损伤。目前,一些临床和实验研究表明WM可能参与SAH后的神经系统预后。因此,为了减轻SAH后的白质损伤,以改善神经功能缺损,开发新颖的疗法是必要的。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain-containing3,NLRP3)蛛网膜下腔出血后炎症和细胞凋亡在神经功能缺损中起着早期和关键的作用能够激活下游caspase-1/IL-1β,被认为是细菌和无菌炎症的关键因素。最近,在临床前实验中发现褪黑激素(melatonin,MLT)通过减少炎症来保护和预防神经系统恶化。MLT具有两亲性,能够轻易通过血脑屏障我们想知道MLT是否会影响WM损伤并减轻早期脑损伤。在本文中,我们研究了实验性SAH小鼠模型中MLT在WM的神经系统损伤和病理生理变化中的作用。我们假设MLT可以通过阻止NLRP3相关的小胶质细胞活化和少突胶质细胞凋亡来减轻白质损伤,并试图找到更严格和可靠的数据来支持这一假设。方法选择体重在22g至30g雄性C57BL/6J随机分为六组:假手术,SAH,SAH+Vehicle,SAH+MLT50mg/kg,SAH+MLT150mg/kg和SAH+MLT300/kg。在现有的小鼠SAH模型方法中,血管内穿刺法是目前公认的与SAH患者临床症状最贴近。Sham组除不刺破血管外,其余均与手术组相同。SAH后15 min,腹腔注射剂量分别为50mg/kg,150mg/kg和300mg/kg的MLT。在蛛网膜下腔出血后24h,48h,72h观察小鼠状态,由两名不知情的观察员使用改良Garcia,Beam Balance方法进行小鼠神经学评分。SAH后24小时处死小鼠,LFB染色脑组织髓鞘,观察SAH后白质的病理改变。SAH后24小时和72小时处死小鼠,取出脑标本,并迅速切成双侧半球,小脑和脑干四个部分称取湿重,于57℃下干燥48小时后称取干重,通过干湿法测定脑含水量,用以评估SAH后脑水肿程度。Evans blue渗漏评价BBB,明胶酶谱检测MMP9活性;制作脑组织冰冻切片,通过免疫荧光染色与WB,观察神经髓磷脂降解,淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)的蓄积,以及NLRP3、caspase-1、白细胞介素1-β(IL1-β)、凋亡调节蛋白:Bcl-2,Bim的表达水平。结果我们发现50mg/kg MLT即可改善神经学评分,减轻脑水肿和大脑WM损伤,同时能够缓解BBB的通透性改变。此外,蛛网膜下腔出血后出现同侧大脑半球髓鞘碱性蛋白丢失和淀粉样前体蛋白积累,并且可通过MLT治疗逆转。SAH后,小胶质细胞中NLRP3信号激活,caspase-1,IL-1β的蛋白质表达水平升高,MLT治疗后可抑制NLRP3及下游炎症因子表达,并调节Bim和Bcl-2减少少突胶质细胞的凋亡。结论我们的数据表明,MLT通过降低NLRP3诱导的少突胶质细胞凋亡而减轻SAH后早期脑损伤。MLT在神经系统中表现出良好跨越BBB的能力,它可能对SAH患者有潜在的益处。