论文部分内容阅读
目的:在临床工作中,急性脑缺血事件屡见不鲜,目前尚缺乏有效措施阻止大脑缺血区域再灌注损伤造成的神经元死亡。在大脑遭受非致死性剂量的损伤因素后,会启动内源性自我保护机制,对后续发生的缺血事件产生耐受,从而发挥神经保护作用,我们称这一过程为缺血预处理。然而,脑缺血事件的发生常常难以预测,因此,预处理的应用受到限制。在脑缺血发生后予以一定干预手段,更具有临床运用前景。我们的研究证实,在成年雄性Wistar大鼠短暂全脑缺血(Transient global cerebral ischemia,tGCI)10min后,间隔24h,给予2h浓度为8%的持续低氧吸入,可显著改善短暂全脑缺血后造成的海马CA1区神经元的损伤。其中包含的机制可能有氧化应激、钙超载、免疫调节、细胞凋亡以及炎症反应等。低氧后处理是如何调控缺血后神经元凋亡的具体机制仍不清楚。近年来,许多研究已经证实经典Wnt信号通路参与了脑缺血的发病机制。β-连环蛋白(Beta-catenin,β-catenin)作为经典Wnt信号通路的核心因子,参与调节细胞分化、凋亡、增殖、迁移和细胞周期,并且对缺血后造成的神经元损伤具有保护作用。已知有许多转录因子和信号传递媒介参与调控Wnt信号通路。赖氨酸去甲基化酶2A(Lysine demethylase 2A,KDM2A)作为组蛋白去甲基化酶,有研究证实KDM2A可以促进胞核中β-catenin的降解,从而影响胚胎发育和前后体轴的形成。低氧后处理是否通过下调KDM2A,增加胞核中β-catenin的表达,从而发挥神经保护作用,目前尚不清楚。本研究拟在成年Wistar大鼠短暂全脑缺血-低氧后处理模型中,观察大鼠海马CA1区KDM2A、β-catenin以及KDM2A底物组蛋白H3第36位赖氨酸单甲基化(Methylation of histone H3 Lys36,H3K36me)、组蛋白H3第36位赖氨酸二甲基化(Dimethylation of histone H3 Lys36,H3K36me2)、组蛋白H3第36位赖氨酸三甲基化(Trimethylation of histone H3 Lys36,H3K36me3)的表达变化,进一步探讨低氧后处理是否通过下调KDM2A,增加胞核中β-catenin以及调控KDM2A底物H3K36me、H3K36me2、H3K36me3的表达,从而对t GCI后的大鼠海马CA1区神经元发挥神经保护作用。方法:本实验采用体重为220270g的成年雄性Wistar大鼠,利用改良的经典四血管闭塞方法进行造模,将大鼠随机分为假手术组、单纯低氧组、短暂全脑缺血组、低氧后处理组。在大鼠tGCI 10min后,间隔1d,将大鼠置于密闭防潮透明箱内,连续通入湿化混合气体(8%O2+92%N2)2h。通过尼氏染色、NeuN免疫组化、F-JB染色,观察经tGCI-低氧后处理后海马CA1区神经元的存活情况;采用western blot检测Sham组、单纯低氧组、tGCI组、HPC组在海马CA1区β-catenin、KDM2A以及H3K36me、H3K36me2、H3K36me3的蛋白表达;利用免疫组化、免疫荧光技术观察在Sham组、单纯低氧组、tGCI组、HPC组,KDM2A的阳性细胞表达与细胞内的定位。运用免疫共沉淀观察KDM2A与β-catenin在Sham组、tGCI组、HPC组的相互作用。结果:1.低氧后处理对大鼠tGCI后海马CA1区的神经元有保护作用。尼氏染色、NeuN免疫组化、F-JB染色显示:与Sham组相比,tGCI再灌注7d组海马CA1区的存活细胞减少(p<0.05),而与tGCI再灌注7d组比较,HPC6d组海马CA1区的存活细胞增多(p<0.05)。2.低氧后处理上调tGCI后海马CA1区胞核中β-catenin的表达。与Sham组相比,大鼠海马CA1区胞浆中β-catenin在tGCI组、HPC组的表达无明显差异(p>0.05)。但在胞核中,与Sham组比较,β-catenin的表达在tGCI再灌注4h开始下降,一直持续到tGCI再灌注50h,在tGCI再灌注26h时下降至最低(p<0.05)。HPC 0h,HPC 24h与相应时间点的tGCI再灌注26h,50h组比较,β-catenin的表达明显上调(p<0.05)。3.低氧后处理下调tGCI后海马CA1区KDM2A的表达水平。与Sham组相比,大鼠海马CA1区总蛋白、胞核中KDM2A蛋白水平在tGCI再灌注26h组、50h组升高(p<0.05)。与tGCI组比较,KDM2A蛋白水平在对应不同时间点的HPC组明显降低(p<0.05)。免疫组化结果显示:KDM2A免疫阳性细胞在tGCI再灌注26h明显增多,HPC 0h组的阳性细胞明显少于对应的tGCI再灌注26h组。免疫荧光双标显示:在tGCI再灌注26h,海马CA1区KDM2A的表达升高,并且与神经元胞核标记物Neu N共表达。4.低氧后处理减弱大鼠海马CA1区胞核中KDM2A与β-catenin的相互作用。免疫共沉淀结果显示:与Sham组相比,KDM2A与β-catenin的相互作用在t GCI再灌注26h组明显增强,而经过低氧后处理,KDM2A与β-catenin的相互作用在HPC 0h组减弱。5.低氧后处理增加大鼠海马CA1区H3K36单甲基化、二甲基化水平。与Sham组相比,除t GCI再灌注0h外,其余单纯低氧0h、24h组,tGCI再灌注4h、26h、50h组,HPC 0h、24h组的H3K36me、H3K36me2、H3K36me3蛋白表达均显著升高(p<0.05)。与tGCI再灌注26h相比,对应的低氧后处理HPC 0h组H3K36me、H3K36me2的蛋白表达升高(p<0.05)。但是与tGCI组不同时间点相比,对应的低氧后处理组H3K36me3的表达并无明显差异(p>0.05)。结论:低氧后处理可能通过下调海马CA1区KDM2A的表达,上调胞核中β-catenin的表达,同时增加H3K36单甲基化、二甲基化,从而对大鼠短暂全脑缺血发挥神经保护作用。