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第一部分JAK2/STAT3通路在右美托咪定减轻体外循环大鼠脑损伤中的作用目的观察不同剂量右美托咪定对体外循环(Cardiopulmonary bypass,CPB)大鼠脑损伤的影响,探讨JAK2/STAT3信号通路的作用,以期为CPB期间脑保护提供参考。方法健康成年雄性SPF级SD大鼠96只随机分为6组:假手术组(Sham组)、CPB组、低剂量右美托咪定组(L组)、高剂量右美托咪定组(H组)、AG490组和DMSO组,每组16只。Sham组行动静脉穿刺置管,但不行CPB。其余5组均行CPB转流2小时。L组右美托咪定静脉泵注的负荷量为2.5μg/kg,维持量为2.5μg/kg?h;H组右美托咪定静脉泵注的负荷量为5μg/kg,维持量为5μg/kg?h。AG490组于麻醉前30 min腹腔注射AG49010 mg/kg,DMSO组于麻醉前30 min腹腔注射的剂量与AG490相同。CPB前(T0)、CPB1 h(T1)、CPB2 h(T2)分别采集动脉血(0.3 ml/次)测定血气分析,采集静脉血应用ELISA法测定血浆中IL-6、IL-10、S100β、NSE和大脑皮质中IL-6、IL-10的表达,TUNEL法检测海马CA1区和大脑皮质区神经元的凋亡,免疫组织化学染色法检测海马CA1区中p JAK2和p STAT3蛋白的表达,实时荧光定量PCR和Western blot技术检测海马组织JAK2、p JAK2、STAT3、p STAT3、Caspase-3和cleaved Caspase-3等m RNA及蛋白的表达。结果实验期间CPB组和DMSO组各有1例大鼠死亡,退出实验,剩下94只大鼠进行分析。与Sham组比较,CPB组大鼠脑组织含水量明显增加(P<0.05),海马CA1区和皮质区神经元凋亡率明显升高(P<0.05),T1、T2时点血浆IL-6、IL-10、S100β和NSE浓度明显升高(P<0.05),皮质IL-6和IL-10水平也明显升高(P<0.05),STAT3 m RNA表达明显升高(P<0.05),Caspase-3 m RNA和蛋白表达明显下降(P<0.05),cleaved Caspase-3、p JAK2和p STAT3蛋白表达明显升高(P<0.05)。与CPB组比较,AG490组、L组和H组大鼠脑组织含水量明显减少(P<0.05),海马CA1区和皮质区神经元凋亡率明显下降(P<0.05),T1或T2时点血浆IL-6、S100β和NSE浓度明显下降(P<0.05),皮质IL-6水平明显下降(P<0.05),Caspase-3蛋白表达明显升高(P<0.05),cleaved Caspase-3、p JAK2和p STAT3蛋白表达明显下降(P<0.05)。与L组比较,H组海马CA1区和皮质区神经元凋亡率明显下降(P<0.05),T1、T2时点血浆S100β和NSE浓度明显下降(P<0.05),STAT3 m RNA表达明显下降(P<0.05),海马CA1区p JAK2和p STAT3蛋白表达明显下降(P<0.05)。结论右美托咪定可以减轻CPB相关的炎症反应和神经元凋亡,具有脑保护作用,其机制可能与抑制JAK2/STAT3信号通路的激活有关;而且,右美托咪定的脑保护作用具有剂量依赖性。第二部分JAK2/STAT3通路在右美托咪定减轻体外循环大鼠心肌损伤中的作用目的观察不同剂量右美托咪定对CPB大鼠心肌损伤的影响,探讨JAK2/STAT3信号通路的作用,以期为CPB期间心肌保护提供参考。方法健康成年雄性SD大鼠48只,随机分为6组,假手术组(Sham组)、CPB组、低剂量右美托咪定组(L组)、高剂量右美托咪定组(H组)、AG490组和DMSO组,每组8只。实验方法同第一部分。应用ELISA法测定血浆中IL-6和IL-10的表达,TUNEL法检测心肌细胞的凋亡,免疫组织化学染色法检测心肌组织中p JAK2和p STAT3蛋白的表达,实时荧光定量PCR和Western blot技术检测心肌组织JAK2、p JAK2、STAT3、p STAT3、Caspase-3和cleaved Caspase-3的表达。结果48只实验大鼠在实验期间全部存活。与Sham组比较,CPB组大鼠心肌细胞凋亡率明显升高(P<0.05),T1、T2时点血浆IL-6和IL-10浓度明显升高(P<0.05),JAK2和STAT3 m RNA和蛋白表达明显升高(P<0.05),Caspase-3 m RNA表达明显下降(P<0.05),cleaved Caspase-3、p JAK2和p STAT3蛋白表达明显升高(P<0.05)。与CPB组比较,AG490组、L组和H组大鼠心肌细胞凋亡率明显下降(P<0.05),T2时点血浆IL-6浓度明显下降(P<0.05),JAK2 m RNA和蛋白表达明显下降(P<0.05),cleaved Caspase-3、p JAK2和p STAT3蛋白表达明显下降(P<0.05);AG490组和H组大鼠的STAT3 m RNA和蛋白表达明显下降(P<0.05),H组Caspase-3 m RNA表达明显升高(P<0.05)。与L组比较,H组心肌细胞凋亡率明显下降(P<0.05),STAT3 m RNA和蛋白表达明显下降(P<0.05),Caspase-3 m RNA表达明显升高(P<0.05),JAK2、p JAK2和p STAT3蛋白表达明显下降(P<0.05)。结论右美托咪定可以减轻CPB相关的炎症反应和心肌细胞凋亡,具有心肌保护作用,其机制可能与抑制JAK2/STAT3信号通路的激活有关;而且,右美托咪定的心肌保护作用具有剂量依赖性。第三部分右美托咪定对二尖瓣膜置换术患者心脑保护作用的研究目的观察不同剂量右美托咪定对CPB下行二尖瓣膜置换术患者的脑保护作用和心肌保护作用。方法本研究为前瞻性、双盲、随机对照试验,采用随机数字表法将在CPB心脏停跳下行二尖瓣膜置换术的80例患者随机分成4组:CPB对照组(CPB组)、低剂量右美托咪定组(L组)、中剂量右美托咪定组(M组)和高剂量右美托咪定组(H组),每组20例。四组患者在常规的麻醉诱导和维持基础上,分别增加下面的给药方法:L组在诱导前10 min泵注右美托咪定负荷量0.3μg/kg,维持量为0.3μg/kg?h至术毕;M组在诱导前10 min泵注右美托咪定负荷量0.5μg/kg,维持量为0.5μg/kg?h至术毕;H组在诱导前10 min泵注右美托咪定负荷量0.7μg/kg,维持量为0.7μg/kg?h至术毕;CPB组泵注相同容量的生理盐水。记录四组患者的CPB时间、阻断主动脉时间、术后呼吸机使用时间、ICU停留时间、术后住院时间,评估患者术前、术后2天、术后4天和术后7天的MMSE评分,检测患者术前、术毕即刻、术后1天和术后2天四个时间点血清中IL-6、IL-10、S100β和NSE的浓度,检测术前、术后1天和术后2天患者血清中肌钙蛋白I和肌酸激酶同工酶(CK-MB)的浓度。结果CPB组有1例患者因术后二次开胸手术探查,退出研究,剩下79例患者进行分析。四组患者的性别、年龄、身高、体重、CPB时间、阻断主动脉时间、术后呼吸机使用时间和术后住院时间等情况的比较差异均无统计学意义(P>0.05)。四组患者血清IL-6、IL-10、S100β和NSE浓度在术毕到达高峰,随后逐渐下降;MMSE评分在术后2天下降到最低,而后逐渐恢复;血清肌钙蛋白I和CK-MB浓度在术后1天到达高峰,随后逐渐下降。与CPB组比较,M组和H组患者ICU停留时间明显缩短(P<0.05),L组、M组和H组血清IL-6、IL-10、S100β、NSE、肌钙蛋白I和CK-MB浓度在术后明显降低(P<0.05);M组和H组MMSE评分在术后2天和术后4天明显升高(P<0.05)。与L组比较,M组和H组患者ICU停留时间差异无统计学意义(P>0.05),血清IL-6、IL-10、S100β、NSE、肌钙蛋白I和CK-MB浓度在术后明显降低(P<0.05);M组和H组MMSE评分在术后4天明显升高(P<0.05)。与M组比较,H组血清IL-10浓度在术毕明显降低(P<0.05),其余各指标的差异无统计学意义(P>0.05)。结论右美托咪定具有脑保护和心肌保护作用,其机制可能与右美托咪定可以减轻CPB相关的全身炎症反应有关;而且,右美托咪定的心脑保护作用与剂量相关,有封顶效应。