丙酮酸乙酯在新生大鼠脑缺血缺氧损伤中的脑保护作用极其机制研究

【作者】 申红霞； 高艳琴； 高慧； 陈俊；

【机构】 复旦大学医学神经生物学国家重点实验室；

【摘要】 目的围产期缺血缺氧性脑病是引起新生儿致死、致残的主要原因。新生期缺血缺氧引起发育脑病变导致室周白质软化最终发生脑瘫痪。脑缺血缺氧(Hypoxic Ischemic,H-I)引起的神经细胞死亡主要有凋亡和坏死两种方式。目前研究表明仅抑制凋亡途径、采用抗凋亡因子不能完全保护新生大鼠的脑缺血缺氧损伤,长时效地脑保护作用也有限。有效治疗新生期缺血缺氧脑损伤的最佳策略是能同时抑制凋亡和炎症坏死等多重死亡途径因此。因此,对炎症和坏死途径的抑制对新生期脑缺血缺氧损伤的治疗也极为重要。丙酮酸乙酯(ethyl pyruvate,EP)是近年来发现的一种稳定的丙酮酸衍生物,在多种氧化应激损伤中(如:肠、肝、肾的缺血再灌损伤)均有保护作用,作用机制可能是抑制了炎症通路,下调了多种炎症因子、细胞因子的表达。EP对新生期缺血缺氧引起发育脑病变是否有保护作用目前尚未见报道,并且,EP是否能起到长时效的神经保护作用、改善脑功能的转归,以及其神经保护作用的机制有待进一步研究。方法采用新生大鼠脑缺血缺氧模型。缺血缺氧前和后不同的时间点腹腔注射不同浓度的丙酮酸乙酯,术后7天灌注处死,冰冻切片(厚度30μm),焦油紫染色leica图像分析系统观察大脑损伤侧体积减少百分比,具体计算公式为:同侧减少的体积%=(对侧体积一同侧体积)/对侧体积。分别于缺血缺氧后不同时间点取大脑皮层,抽提核蛋白和胞浆蛋白,进行western blotting检测胞核中NF-κB/p65表达水平和胞浆中COX-2表达水平。缺血缺氧后8周灌注处死动物,观察药物的长时程保护作用。另外,术后1至8周进行动物行为学研究,采用grid walking and footfault test进行研究。数据采用平均值±标准误表示,统计学分析方法采用单因素方差分析和LSD检验,P<0.05认为有统计学差异。结果丙酮酸乙酯对新生大鼠脑缺血缺氧损伤保护具有剂量、时间依赖性。即使在缺血缺氧后30分钟腹腔注射丙酮酸乙酯仍然具有保护作用(P<0.05)。Western blotting结果显示,缺血缺氧后24小时,治疗组与对照组相比核内NF-kB(p65)表达水平显著下降(P<0.05);并且NF-κB介导的下游炎症蛋白COX-2的表达检测结果显示,缺血缺氧3小时乃至24小时,治疗组胞浆中COX-2的表达与损伤相比被显著抑制(P<0.05)。EP长时程保护作用分析发现,缺血缺氧后8周丙酮酸乙酯依然对脑缺血缺氧损伤具有保护作用(P<0.05)。grid walking and footfault test行为学实验结果显示,治疗组前、后肢分别的踏步数与对照组相比第5周后均有明显改善(P<0.05)。结论丙酮酸乙酯降低了新生大鼠脑缺血缺氧损伤,改善了动物神经功能的缺失。其作用机制可能涉及到抑制了转录因子NF-κB/p65进核和炎症因子COX-2的表达。为临床治疗脑缺血缺氧损伤提供了一种可能的治疗手段。更多还原