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目的:随着围产医学的发展,早产儿的成活率明显提高。早产儿在生命初期常有低氧血症,在伴有肺部疾病或心血管疾病时更加明显。氧疗是改善新生儿尤其是早产儿低氧血症的一项重要治疗措施,但长时间吸入高浓度氧不仅可引起肺损伤、早产儿视网膜病变,还可造成新生儿高氧脑损伤,导致病情复杂化,严重影响患儿预后。特别是早产儿,因其出生时各器官组织结构、功能都不成熟,未成熟脑对各种损害因素非常敏感,更易导致高氧脑损伤。高氧可能引起机体的氧化应激状态,致使氧自由基的生成大大增加,引起神经元的损伤;同时,高氧也是导致早产儿脑白质损伤的重要原因之一,可引起脑性瘫痪、认知障碍、脑发育障碍、学习障碍及行为异常等一系列神经系统缺陷。然而高氧脑损伤的确切机理至今仍未阐明,可能与氧化应激、细胞因子、一氧化氮(NO)、中性粒细胞的过度活化等多种因素密切相关。所以高氧脑损伤是目前国际新生儿医学领域研究的热门课题。基于高氧引起脑损伤的机制尚不明确,本研究主要是明确是否NLRP3炎性小体参与新生大鼠高氧脑损伤,并且探索在此过程中所参与的关键通路和关键miRNAs,为新生儿高氧脑损伤的早期干预提供新的靶点,也为疾病的治疗提供新方向。方法:将12小时内新出生的SD大鼠随机分为两组:空气组(Air group,Fi O2=21%)及高氧组(Hyperoxia group,Fi O2=80%);建造早产儿高氧脑损伤模型,分别取材14天的大脑组织做苏木素-伊红染色(HE染色)观察细胞形态学改变,TUNEL染色检测大脑组织细胞凋亡情况;免疫印迹法(Western blot)检测大脑组织NLRP3、IL-1β、caspase1蛋白表达;通过转录组测序筛选差异基因,分析可能参与的生物信号通路;荧光定量PCR明确关键miRNA的表达水平,此外通过对miRNAs本的测序,明确和筛选差异的miRNAs。结果:与空气组(Air group)相比,高氧组(Hyperoxia group)大脑组织细胞凋亡细胞明显增多,并伴随着炎性小体相关蛋白NLRP3、IL-1β、caspase1蛋白表达水平明显增多(P<0.05)。高通量测序明确在此过程中有717个差异基因(265个基因上调,452个基因下调),差异基因在京都基因与基因百科全书(KEGG)分析显示mitogen-activated protein kinase(MAPK)通路可能是高氧环境下新生大鼠大脑损伤的关键信号。miRNA测序表明高氧环境下引起新生大鼠大脑137个miRNAs差异性表达(54个miRNAs上调,83个miRNAs下调)。miR-138-5p在高氧脑损伤中是明显下调的。通过软件分析,miR-138-5p可能与NLRP3之间存在直接作用。结论:高氧环境下可致使新生大鼠的大脑组织凋亡和NLRP3炎性小体的激活,而转录组学发现MAPKs通路可能是这一过程的关键通路。接着我们对miRNA本进行分析并验证,发现在miR-138-5p明显下调并和NLRP3的3’非编码区有明显的结合位点。我们怀疑高氧应激可能通过对miR-138-5p的调节诱发NLRP3炎性小体的激活,从而引起了新生大鼠的脑损伤。而miR-138-5p是否能作为大脑脑损伤的早期诊断治疗的关键靶点还需要进一步明确。并且在整个生物进程中,MAPK信号通路可能扮演着至关重要的作用。