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研究背景和目的脑卒中是世界第二大致死性疾病,其中87%是缺血性脑卒中,再灌注治疗是其基础性治疗,但往往伴随缺血再灌注损伤(CIRI)的风险。CIRI是一种由多种机制参与的复杂的病理生理进程,与脑卒中后的致死率、致残率密切相关。目前证据表明,抑制神经细胞的凋亡、减轻炎症反应是减轻CIRI的主要环节。半胱氨酸蛋白酶(caspases)是细胞凋亡途径中重要的调控蛋白。其中,Caspase-8除可引发细胞凋亡外,还参与固有免疫的调控过程。以往研究表明,caspase-8参与CIRI后的神经元凋亡和再生障碍,也有不少证据提示,caspase-8对于CIRI神经炎症反应的进展起到重要调控作用。核因子(NF-κB)是多种炎症信号通路的交叉点,在细胞炎症调控中发挥着关键作用。大量研究已证明,NF-κB在CIRI的神经炎症反应中起重要介导作用,促进炎性因子释放并加重脑损伤。以NF-κB作为治疗靶点,从分子水平上抑制其作用是脑损伤治疗中的一个重要思路。然而,目前没有一个已知的实证研究专注于探索caspase-8/NF-κB信号通路和CIRI之间的关系。Caspase-8/NF-κB信号通路对CIRI后神经炎症反应的影响仍知之甚少。因此,本研究采用大脑中动脉闭塞模型(MCAO),观察缺血再灌注后脑组织Caspase-8/NF-κB、TNF-α和IL-6蛋白表达的变化,并在缺血开始前使用caspase-8抑制剂和NF-κB抑制剂处理,探讨caspase-8是否通过NF-κB信号通路减少相关炎症因子的表达,以减轻神经反应程度,发挥神经保护作用,为治疗脑缺血再灌注损伤提供新的方向。方法SD大鼠80只随机分为四组:(1)假手术组(Sham组,n=20):大鼠行颈部手术操作不插入线栓。(2)栓塞组(MCAO组,n=20):制备大鼠左侧MCAO模型,缺血2h再灌注24h。(3)MCAO+caspase-8抑制剂组(Z-IETD组,n=20):在大鼠行MCAO前腹腔注射1.5mg/Kg caspase-8抑制剂Z-IETD-FMK。(4)MCAO+NF-κB抑制剂组(PDTC组,n=20):在大鼠行MCAO前腹腔注射100mg/Kg NF-κB抑制剂PDTC。采用线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞(MCAO)模型,缺血2h再灌注24h。在脑缺血再灌注24h时,观察大鼠神经行为学变化(m NSS评分)、抓力变化;取缺血侧脑组织,计算脑含水量比较各组脑水肿程度;采用TTC染色法比较各组大鼠脑梗死体积;使用Western blotting测定缺血侧大脑皮层的cleaved caspase-8、NF-κB表达;使用ELISA方法定量缺血侧大脑皮层的TNF-α、IL-6含量;使用免疫荧光分析定位定量缺血侧大脑皮层的TNF-α、IL-6表达。结果1.各组大鼠脑梗死体积、脑含水量比较Sham组大鼠未见梗死灶。与Sham组相比,MCAO组的梗死体积明显升高(P<0.05)。而与MCAO组相比,Z-IETD组和PDTC组的脑梗死体积均显著减少(P<0.05,P<0.05)。Sham组大鼠术后脑组织未见明显肿胀。与Sham组相比,MCAO组脑含水量明显增多(P<0.05)。与MCAO组相比,Z-IETD组和PDTC组脑含水量均明显降低(P<0.05,P<0.05)。2.各组大鼠mNSS评分、抓力变化比较Sham组大鼠未出现神经功能缺陷(m NSS评分=0)。与Sham组相比,MCAO组m NSS评分在缺血再灌注后12h和24h时均明显增高(P<0.05,P<0.05)。而Z-IETD组和PDTC组在缺血再灌注后12h和24h的m NSS评分均明显低于MCAO组(P<0.05,P<0.05;P<0.05,P<0.05)。术前各组大鼠的抓力无明显差异。与Sham组相比,MCAO组大鼠再灌注后的抓力明显降低(12h:P<0.05,24h:P<0.05)。而与MCAO组相比,Z-IETD组和PDTC组的大鼠抓力显著改善(12h:P<0.05,24h:P<0.05;12h:P<0.05,24h:P<0.05)。3.TNF-α、IL-6在缺血脑组织中的表达(1)ELISA法检测TNF-α和IL-6表达变化:与Sham组比较,MCAO组TNF-α和IL-6表达明显增多(P<0.05,P<0.05)。而与MCAO组相比,Z-IETD组和PDTC组中TNF-α和IL-6表达水平有所下调(P<0.05,P<0.05;P<0.05,P<0.05)。(2)免疫荧光法定位定量TNF-α和IL-6的表达:与Sham组相比,MCAO组的TNF-α和IL-6阳性细胞百分比显著增多(P<0.05,P<0.05)。而与MCAO组相比,Z-IETD组和PDTC组TNF-α和IL-6阳性细胞百分比下降(P<0.05,P<0.05;P<0.05,P<0.05)。4.缺血脑组织cleaved caspase-8、NF-κB的表达与Sham组相比,再灌注24h,MCAO组大鼠缺血大脑皮层cleaved caspase-8和NF-κB水平明显增高(P<0.05)。与MCAO组相比,Z-IETD组的cleaved caspase-8和NF-κB表达水平均明显降低(P<0.05,P<0.05)。PDTC组的NF-κB水平较MCAO组明显降低(P<0.05),但cleaved caspase-8水平无明显差异。结论1.大鼠MCAO模型缺血2h再灌注24h,缺血脑组织cleaved caspase-8、NF-κB及炎症因子TNF-α、IL-6表达水平明显上调,提示caspase-8/NF-κB通路的激活参与大鼠CIRI。2.使用caspase-8抑制剂Z-IETD-FMK或NF-κB抑制剂PDTC后,可明显下调TNF-α、IL-6的表达,降低脑梗死体积、神经行为学评分和脑水肿程度,提示抑制caspase-8和NF-κB的活化可改善大鼠CIRI。3.使用caspase-8抑制剂Z-IETD-FMK,可同时下调cleaved caspase-8、NF-κB的表达,而NF-κB抑制剂PDTC只下调NF-κB表达,提示Caspase-8是处于蛋白通路上游,通过调控NF-κB信号通路来影响相关炎症因子的表达,参与CIRI后的神经炎症反应。