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背景: 蛛网膜下腔出血(Subarachnoid Hemorrhage,SAH)是脑或脊髓血管突然破裂和进入蛛网膜下腔的血液所致的一种急性脑血管病,至今临床上仍无有效治疗方法。SAH分为72h内的早期脑损伤(Early Brain Injury,EBI)和之后的迟发型脑血管痉挛(Delayed Cerebral Vasospasm,DCVS)两个病理阶段,EBI主导SAH预后。近年来针对SAH后EBI期自噬的研究多认为线粒体功能受损和自噬异常活跃导致神经元死亡,但其具体机制仍未阐明。SAH后活化的p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)不仅参与脑血管痉挛(Cerebral Vasospasm,CVS)发生发展,还可通过调节自噬和线粒体功能参与EBI。SB203580属于吡啶异咪哒唑类p38抑制剂,通过直接作用于p38本身,选择性地抑制p38磷酸化。本研究利用具有交感神经元特性的PC12细胞和SD大鼠建立SAH模型,通过观察p38抑制剂对SAH后DJ-1蛋白、自噬相关蛋白(Atg5、LC3-Ⅱ、LC3-I和p62)、线粒体功能和神经功能的影响,从调控自噬和线粒体功能的角度探讨其对神经元的作用及机制。 目的: 探讨p38抑制剂调控DJ-1对SAH后神经功能的保护作用及机制。 方法: 1.利用PC12细胞建立SAH模型,MTT(噻唑蓝)法筛选氧合血红蛋白(Oxyhemoglobin,OxyHb)对PC12细胞的最佳作用时间和p38抑制剂对PC12细胞的最佳保护浓度。 2.PC12细胞随机分为四组:sham组、SAH组、SAH+DMSO组及p38抑制剂组,用荧光探针JC-1检测各组线粒体膜电位变化。 3.视交叉前池注血法制作大鼠SAH模型,24只成年雄性SD大鼠随机分为四组:sham组、SAH组、SAH+DMSO组及p38抑制剂组。Western blot检测各组p38、p-p38、DJ-1、Atg5、p62、LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ表达变化。 4.Garcia神经功能评分表评估大鼠神经功能。 结果: 1.OxyHb对PC12细胞生长活力的影响呈时间依赖性:OxyHb刺激细胞生长12h时,细胞活力虽有显著升高,但较24h和48h相比仍处在较低水平(P<0.01),24h和48h时细胞活力相差不大(P>0.05)。SAH后24h和48h细胞活力均明显升高(P<0.01vs sham组);SB203580对PC12细胞活力的影响呈浓度依赖性:与SAH组相比,1μM的SB203580处理24h细胞活力降低(P<0.05),48h无差异(P>0.05);同样,10μM的SB203580处理24h细胞活力也降低(P<0.05),48h无差异(P>0.05);但是,当SB203580浓度达到20μM时,处理24h和48h的细胞活力均显著低于SAH组(P<0.01,P<0.05),接近正常水平(P>0.05vs sham组)。 2.P38抑制剂通过抑制p38活性保护SAH后线粒体膜电位。与sham组相比,SAH后线粒体膜电位降低(P<0.01),SAH+DMSO组线粒体膜电位进一步降低(P<0.01),但p38抑制剂处理后线粒体膜电位明显升高(P<0.01vs SAH组),接近正常水平(P>0.05vs sham组)。 3.p38抑制剂抑制p-p38的表达:与sham组相比,p38在SAH组、SAH+DMSO组及p38抑制组中的表达逐渐增加(P<0.01);p-p38在SAH组和SAH+DMSO组中表达逐渐上调(P<0.01vs sham组),但p38抑制剂处理后基本恢复到正常水平(P=0.136vs sham组,P<0.01vs SAH组,P<0.01vs SAH+DMSO组)。p38抑制剂上调DJ-1的表达:DJ-1在sham组中表达量非常低,SAH后表达升高(P<0.01vs sham组),SAH+DMSO组DJ-1的表达继续增加(P<0.01vs sham组,P<0.01vs SAH组),p38抑制剂处理后其表达量激增(P<0.01vs sham组,P<0.01vs SAH组,P<0.01vs SAH+DMSO组)。p38抑制剂上调自噬水平,抑制异常自噬:与sham组相比,SAH组和SAH+DMSO组Atg5及LC3-Ⅱ/LC3-I水平逐渐升高(P<0.01),p38抑制剂处理后,Atg5和LC3-Ⅱ/LC3-I水平恢复至SAH组和DMSO组之间(P<0.01vs sham组,P<0.01vs SAH组,P<0.01vs SAH+DMSO组);p62表达在SAH后下降(P<0.01vs sham组);SAH+DMSO组p62表达上调至sham水平(P=0.129vs sham组,P<0.01vs SAH组),但p38抑制剂处理后p62的表达恢复至SAH水平,(P<0.01vs sham组,P=0.650vs SAH组,P<0.01vs SAH+DMSO组)。 4.p38抑制剂保护大鼠SAH后神经功能:SAH后Garcia神经功能评分降低(P<0.01vs sham组),p38抑制剂处理后神经功能虽然未能达到sham组水平,但较SAH组却显著升高(P<0.01),与sham组相比无统计学意义(P=0.063)。 结论: 在SAH后EBI阶段p38抑制剂下调p-p38活性后通过上调DJ-1表达、抑制异常自噬、维持线粒体功能而发挥神经保护作用。