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第一部分 蛛网膜下腔出血后转铁蛋白的水平变化目的:观察小鼠蛛网膜下腔出血(subarachnoidhemorrhage,SAH)后神经细胞铁死亡的发生以及脑组织中转铁蛋白的浸润水平变化。方法:首先,将36只C57BL/6J小鼠随机分为四组,假手术组(sham组)12只,SAH 后 24 小时组(SAH 组)12 只,SAH+Vehicle 组(载体组)6 只,SAH+Ferrostatin-1组(干预组)6只。SAH后22小时腹腔注射PI染料,2小时之后取脑组织固定切片,切片用于免疫荧光染色。同时sham组和SAH组每只小鼠的部分颞底皮层组织被收集用于western blot。最后,用转铁蛋白的western blot灰度值结果,与相对应的小鼠脑组织切片的PI染色阳性率进行相关性分析。结果:1.SAH后,小鼠脑组织中的PI阳性率升高;与载体组相比,干预组的PI阳性率显著减少。2.与sham组相比,SAH组小鼠脑组织中转铁蛋白的浸润水平显著上升。3.SAH组小鼠脑组织的PI阳性率与转铁蛋白水平成正相关。结论:SAH后C57小鼠神经细胞发生铁死亡,脑组织中的转铁蛋白水平上升;神经细胞死亡的程度与脑组织中转铁蛋白水平成正相关。第二部分 调控AQP4水平对蛛网膜下腔出血后神经元铁死亡的影响目的:探究AQP4过表达对小鼠蛛网膜下腔出血后神经元铁死亡的影响及其潜在机制。方法:首先将12只C57BL/6J小鼠分为两组,Vector组和AAV-AQP4组,使用定量聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)技术验证病毒转染效率。然后将48只C57BL/6J小鼠随机分为4组,分别为假手术组(sham组),SAH后24小时组(SAH组),SAH+Vector组(载体对照组),SAH+AAV-AQP4组(过表达组),每组12只。其中每组6只小鼠的脑组织被固定切片用于免疫荧光染色。然后剩余每组6只小鼠,在SAH后22小时腹腔注射PI染料,并于2小时后断头取材用于PI与神经元共染的免疫荧光染色并且每只小鼠的部分颞底皮层组织被收集用于Western blot。最后用转铁蛋白的western blot灰度值结果,与相对应的小鼠脑组织切片的神经元PI阳性率进行相关性分析。结果:1.与sham组相比,SAH组小鼠脑组织中AQP4的水平降低;与载体对照组相比,过表达组小鼠脑组织中AQP4的水平升高。2.与sham组相比,SAH组小鼠脑组织中AQP4的去极化程度升高;与载体对照组相比,过表达组小鼠脑组织中AQP4的去极化程度降低。3.与sham组相比,SAH组小鼠脑组织中PI和NeuN(神经元特异性标记染色)共染的双阳性率显著升高,与载体对照组相比,过表达组小鼠脑组织中PI和NeuN共染的双阳性率明显降低。4.SAH后小鼠脑组织中转铁蛋白水平升高,与载体对照组相比,过表达组小鼠脑组织中转铁蛋白水平下降。5.小鼠脑组织中的神经元PI阳性率与转铁蛋白水平成正相关。结论:SAH导致小鼠颞底皮层脑组织中AQP4蛋白水平下降和毛细血管周围AQP4极化分布丢失;外源性过表达AQP4显著减少毛细血管周围AQP4的去极化,并减轻颞底皮层神经元铁死亡。转铁蛋白的浸润与神经元的铁死亡相关。第三部分 调控AQP4水平对蛛网膜下腔出血后早期脑损伤的影响目的:探究AQP4过表达在小鼠蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中的的作用及其潜在机制。方法:首先,将72只C57BL/6J小鼠随机分为4组:分别为假手术组(sham组),SAH后24小时组(SAH组),SAH+Vector组(载体对照组),SAH+AAV-AQP4组(过表达组),每组18只。进行实验前将小鼠进行为期5天的标准化行为学训练,排除训练不合格的小鼠。记录手术前一天的加西亚评分;贴纸触碰,撕脱实验时间;前肢、后肢踏空率;在棒停留时间等基线数据。之后将每组6只小鼠于SAH后1天重复以上行为学实验后立即处死,收集脑组织用于Western blot。剩余每组12只小鼠分别于SAH后1,2,3,5,7天的时间点重复实验并跟踪记录相关数据。最后小鼠的行为学量化数据与相对应的转铁蛋白的Western blot灰度值结果进行相关性分析。结果:1.SAH后,小鼠加西亚评分下降;前肢、后肢的踏空率上升;贴纸触碰和撕脱时间上升;在棒停留时间下降。2.与载体对照组相比,过表达组的加西亚评分在第3天显著升高。3.与载体对照组相比,过表达组的小鼠前肢、后肢踏空率在第1,2,3天显著下降。4.与载体对照组相比,过表达组的贴纸触碰和撕脱时间在1,2,3,5天显著下降。5.与载体对照组相比,过表达组的在棒停留时间在1,2,3,5天显著升高。6.与sham组相比,SAH组小鼠脑组织中的转铁蛋白水平显著升高;与载体对照组相比,过表达组小鼠脑组织中转铁蛋白水平显著下降。7.小鼠各项行为学量化数据与转铁蛋白的灰度值的相关性分析显示,加西亚评分和在棒停留时间与脑组织中转铁蛋白水平成负相关;前肢、后肢的踏空率,贴纸触碰时间、撕脱时间与脑组织中转铁蛋白水平之间成正相关。结论:SAH后小鼠神经行为功能受到损伤,AQP4过表达通过减少脑组织转铁蛋白的水平,改善了小鼠的神经行为功能障碍,在SAH后早期脑损伤中起保护作用。第四部分 氧合血红蛋白(OxyHb)处理后AQP4mRNA的水平变化目的:探究氧合血红蛋白处理对小鼠星形胶质细胞中AQP4mRNA水平的影响及其调控机制。方法:首先,将培养的星形胶质细胞分为两组,Ctrl组(对照组)和OxyHb组(处理组),每组3-6次重复。使用定量聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)技术检测星形胶质细胞中AQP4mRNA的水平。使用Dot-blot技术检测星形胶质细胞中m6A水平并使用免疫荧光染色来验证m6A的细胞定位。使用RNA免疫沉淀技术检测星形胶质细胞中AQP4mRNA的m6A富集水平。最后使用qPCR技术检测星形胶质细胞中甲基化酶FTO和ALKBH5,去甲基化酶METTL3、METTL14 和 WTAP,识别蛋白 YTHDF1 和 YTHDF3 的 mRNA 水平。结果:1.OxyHb处理后星形胶质细胞中AQP4mRNA水平下降。2.OxyHb处理后星形胶质细胞中m6A水平升高。3.OxyHb处理后星形胶质细胞中AQP4mRNA的m6A富集水平升高。4.OxyHb处理后星形胶质细胞中FTO、ALKBH5、METTL3、WTAP、YTHDF1 的 mRNA水平无明显变化;METTL14、YTHDF3 的 mRNA水平升高。结论:氧合血红蛋白处理后星形胶质细胞中甲基化酶METTL14升高,AQP4mRNA的m6A甲基化富集水平升高,AQP4mRNA水平下降。