局灶性脑缺血再灌注损伤后杏仁核和海马环氧酶、脂氧酶及核因子κb的表达

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1、局灶性脑缺血再灌注损伤后杏仁核和海马环氧酶、脂氧酶及核因子κB的表达【摘要】目的观察大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤(CIRI)后杏仁核和海马环氧酶2(COX2)、5脂氧酶(5LO)和核因子κB(NFκB)的表达情况,探讨其损伤机制。方法线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞2h/再灌注24h模型。免疫组织化学法检测杏仁核和海马COX2、5LO和NFκB蛋白表达,计数COX2、5LO和NFκB阳性细胞数,MoticImagesAdvanced3.0图像分析系统作半定量分析。结果CIRI后大鼠杏仁核和海马CO

2、X2、5LO和NFκB阳性细胞计数明显增高(P<0.001),平均灰度值显著下降,表达增强(P<0.001)。结论CIRI后大鼠杏仁核和海马区域的COX2、5LO和NFκB表达增强,继而引发后续反应,介导神经损伤。【关键词】脑缺血再灌注损伤杏仁核海马环氧水解酶类杏仁核和海马是边缘系统的重要核团,它们之间不仅解剖位置紧临,其关系也很密切。目前对海马在脑缺血再灌注损伤(cerebralischemiareperfusioninjury,CIRI)中神经细胞的凋亡情况已有报道[1]。本课题组既往的研

3、究表明,局灶性CIRI后大鼠杏仁核出现缺血坏死、水肿,正常锥体神经元密度减少[2],其机制可能与MMP9、AQP4表达增加有关。笔者从花生四烯酸(arachidonicacid,AA)代谢通路主要限速酶——环氧酶2(cyclooxygenase2,COX2)和5脂氧酶(5lipoxygenase,5LO)在CIRI中的活化,以及核因子κB(nuclearfactorkappaB,NFκB)介导神经细胞损伤的角度,研究局灶性CIRI后大鼠杏仁核和海马COX2、5LO和NFκB的表达情况,以期进一

4、步探讨杏仁核和海马在CIRI中的损伤机制。1材料与方法1.1材料1.1.1动物SpragueDapus公司);MoticImagesAdvanced3.0图像分析系统(香港麦克奥迪公司);5LO、COX2、NFκB兔抗大鼠单克隆抗体(美国Cayman公司);SABC兔IgG免疫组织化学试剂盒、DAB显色试剂盒(武汉Boster公司);枸橼酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液(北京中山生物技术有限公司);其余试剂均为国产分析纯。1.2方法1.2.1模型制备SD大鼠随机分假手术组和模型组。模型组参照3讨论研究证明,大鼠局灶

5、性CIRI后,海马CA1区神经细胞凋亡明显增加,以抗凋亡药物干预可有效减轻CA1区的损伤[4]。Zhang等在大鼠低温心肺分流模型中发现海马CA1区在心肺分流后凋亡相关基因活性增强,并出现神经细胞凋亡[5]。笔者既往已证实局灶性CIRI后大鼠杏仁核可见缺血坏死、水肿,正常锥体神经元密度减少[2],可见CIRI后海马和杏仁核确实出现了神经细胞损伤。本实验进一步发现局灶性CIRI后海马和杏仁核均有COX2、5LO和NFκB的大量表达。由于COX2和5LO为AA代谢通路中主要的的限速酶，AA经由这两条途径代谢后,

6、一方面产生氧源性自由基,另一方面经COX2和LO催化产生前列腺素、血栓素、白三烯等脂质炎症介质,此为引起CIRI的重要因素[67]。NFκB为即早基因家族,在脑缺血损伤初期即有NFκB的激活。活化的NFκB可以进入细胞核,并可以调控COX2和5LO等成分的转录[8],引发后续的神经损伤。3.1CIRI后杏仁核和海马COX2高表达的损伤作用CIRI后杏仁核和海马神经突触活动增强,激活谷氨酸受体,COX2表达上调,反应产物增多。本实验发现CIRI后COX2的表达增强,主要分布在杏仁核、海马和皮质区。C

7、OX2的高表达使其反应产物PGE2增加，PGE2一方面可增强N甲基D天冬氨酸介导的神经毒性作用而引起脑损伤[9],并使谷氨酰胺释放增加,进一步导致AA释放增多,AA在代谢过程中伴有氧自由基生成增多,使脑组织脂质过氧化,加重脑损伤[10],另一方面以时间依赖方式激活caspase3,诱导神经细胞凋亡。本实验中假手术组的杏仁核和海马区域则仅有极少量的COX2表达。笔者已证实选择性COX2抑制剂可有效减少CIRI后的神经细胞凋亡[6],由此可见CIRI后COX2的高表达确实导致了杏仁核和海马区的神经损伤。3.

8、2CIRI后杏仁核和海马5LO高表达的损伤作用本实验证实CIRI后大鼠杏仁核和海马5LO的活性增强。5LO的活性增强可大量催化AA生成白三烯，后者可介导炎症,诱导平滑肌收缩、微血管渗漏等。白三烯还可促进N甲基D天冬氨酸介导的神经毒性作用[11];引发过氧化反应而产生大量氧自由基,使细胞膜脂质过氧化以及与血管平滑肌细胞产生反应,使血管痉