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目的:观察自发性高血压大鼠(SHR)全脑缺血再灌注后认知功能和海马IL-1β、TNF-α、IL-10表达的变化,探讨姜黄素对其认知功能和海马神经元的影响及机制。 方法:雄性Wistar-Kyoto(WKY)大鼠60只,随机分成2组(n=30):假手术组(W-Sham)、缺血再灌注组(W-I/R),雄性SHR90只随机分成3组(n=30):假手术组(S-Sham)、缺血再灌注组(S-I/R)、姜黄素组(S-Cur)。W-Sham组和S-Sham组电凝双侧椎动脉并分离双侧颈总动脉但不夹闭,腹腔注射玉米油5ml/kg。其余组采用四血管阻断法建立全脑缺血再灌注模型,其中W-I/R组和S-I/R组于再灌注30min腹腔注射玉米油5ml/kg,S-Cur组于再灌注30min腹腔注射姜黄素100mg/kg。以上各组再根据再灌注时间分为3h、12h、1d、3d和7d5个亚组,于相应时间点处死,7d组大鼠处死前采用跳台实验测定学习和记忆成绩。采用苏木精-伊红染色观察海马CA1区锥体细胞的形态改变,尼氏染色计数海马CA1区平均椎体细胞密度,酶联免疫吸附试验(ELISA)测定新鲜海马组织IL-1β、TNF-α、IL-10的表达水平。 结果: 1.行为学:两种大鼠假手术组学习、记忆成绩无差别(P>0.05)。与Sham组相比,W-I/R组和S-I/R组大鼠学习和记忆成绩均下降(P<0.05)。S-I/R组学习和记忆成绩错误次数分别为4.8±1.0次和4.7±0.5次,较S-Sham组(1.7±0.5次,1.3±0.5次)明显增加(P<0.05),较W-I/R组(2.7±0.8次,3.2±0.4次)也增加(P<0.05)。S-Cur组大鼠学习和记忆错误次数分别为2.5±0.9次和2.9±0.4次,较S-I/R组有所改善(P<0.05)。 2.大鼠海马CA1区锥体细胞形态变化:W-Sham组和S-Sham组大鼠海马CA1区锥体细胞排列整齐,细胞核大而圆,核膜清晰,核仁明显。W-I/R组和S-I/R组大鼠再灌注12h海马CA1区锥体细胞出现轮廓不清,胞浆浓缩,胞核固缩深染;再灌注1d、3d、7d,海马CA1区锥体细胞层次减少,分布稀疏,排列散乱,部分细胞核呈碎片状,S-I/R组损伤更严重。相同时间点的S-Cur组与S-I/R组病理变化基本一致,但损伤较轻。 3.大鼠海马CA1区平均锥体细胞密度:W-Sham组各时间点大鼠海马CA1区平均锥体细胞密度与S-Sham组比较无差异(P>0.05)。与Sham组比较,W-I/R组和S-I/R组海马CA1区平均锥体细胞密度均减少,分别于再灌注1d、3d、7d和再灌注12h、1d、3d、7d差异有统计学意义(P<0.05),其中再灌注3d时S-I/R组为73.3±8.3个/mm,较S-Sham组(91.1±6.4个/mm)明显减少(P<0.05),S-I/R组海马CA1区平均锥体细胞密度较W-I/R组减少。与S-I/R组比较,S-Cur组大鼠海马CA1区平均锥体细胞密度于再灌注1d、3d、7d显著增多(P<0.05),其中再灌注3d为95.4±5.4个/mm。 4.大鼠海马组织IL-1β含量:与W-Sham组比较,S-Sham组IL-1β蛋白表达于再灌注12h下调(P<0.05),其余时间点两组比较无差异(P>0.05)。W-I/R组海马IL-1β蛋白表达趋势与S-I/R组相似,但S-I/R组海马IL-1β蛋白表达水平在再灌注3h、12h、3d较W-I/R组显著下调(P<0.05)。S-Sham组海马IL-1β蛋白在12h和1d表达分别为10.64±0.60pg/mg和34.25±0.20pg/mg。与S-Sham组比较,S-I/R组海马IL-1β蛋白表达于再灌注12h增加,为12.74±1.92pg/mg,再灌注1d达高峰,为36.64±1.14pg/mg,3d、7d仍维持在较高水平。与S-I/R组比较,S-Cur组海马IL-1β蛋白表达于再灌注12h、1d、3d显著下调(P<0.05),其中再灌注12h、1d分别为9.67±0.60pg/mg和29.50±1.32pg/mg。 5.大鼠海马组织TNF-α含量:W-Sham组各时间点海马TNF-α蛋白表达与S-Sham组比较无差异(P>0.05)。W-I/R组海马TNF-α蛋白表达趋势与S-I/R组相似,但S-I/R组海马TNF-α蛋白表达水平在再灌注3h、12h较W-I/R组显著上调(P<0.05)。S-Sham组海马TNF-α蛋白在3h、12h、1d表达分别为101.8±6.6pg/mg、77.2±8.1 pg/mg、14.8±3.4pg/mg。与S-Sham组比较,S-I/R组海马TNF-α蛋白表达于再灌注3h迅速增加达高峰,达135.7±11.3pg/mg,再灌注12h仍维持较高水平,为107.8±7.7pg/mg,之后逐渐降至一定水平,再灌注1d为21.3±1.2pg/mg。与S-I/R组比较,S-Cur组再灌注各时间点海马TNF-α蛋白表达显著下调(P<0.05),其中再灌注3h、12h、1d分别为91.9±11.6pg/mg、74.0±18.3pg/mg、12.9±1.0pg/mg。 6.大鼠海马组织IL-10含量:W-Sham组各时间点海马IL-10蛋白表达与S-Sham组比较无差异(P>0.05)。W-I/R组海马IL-10蛋白表达趋势与S-I/R组相似,但S-I/R组海马IL-10蛋白表达水平在再灌注12h、1d较W-I/R组显著下调,(P<0.05)。S-Sham组海马IL-10蛋白在3h和1d表达分别为885±4pg/mg和945±198pg/mg。与S-Sham组比较,S-I/R组海马IL-10蛋白表达于再灌注3h下调,为668±92pg/mg,再灌注12h开始升高,再灌注1d达高峰,达1400±99pg/mg,之后逐渐降低至一定水平。与S-I/R组比较,S-Cur组海马IL-10蛋白表达于再灌注1d显著上调(P<0.05),再灌注1d为1872±110pg/mg。 结论: 全脑缺血再灌注导致WKY大鼠和SHR认知功能减退、海马神经元损伤,SHR更敏感。大鼠全脑缺血再灌注后可能通过增强IL-1β、TNF-α蛋白表达加重海马神经元损伤,增强IL-10蛋白表达减轻海马神经元损伤。腹腔注射姜黄素100mg/kg能改善SLHR全脑缺血再灌注后认知功能及海马神经元损伤,其机制可能与下调海马IL-1β、TNF-α蛋白表达和上调IL-10蛋白表达有关。