Liproxstatin-1对脑出血后铁死亡的抑制作用及其机制研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuantian723
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目的:脑出血(Intracerebralhemorrhage,ICH)在全球的死亡率和发病率都很高,即使存活大多数也存在较为严重的并发症甚至残疾。然而,目前能够有效治疗脑出血的临床手段较少,除了外科手术直接清除血肿外,能够用于治疗脑出血的药物较少,特别是改善出血后神经功能损害的药物甚少。因此,开发能够减轻脑出血损害的药物,从而改善预后显得尤为迫切。目前有大量的实验研究致力于寻找脑出血可能存在的机制以及影响其相关临床预后的因素。铁死亡是近年来发现的一种新的细胞死亡方式,其主要依赖于铁和活性氧的产生与堆积。目前研究表明,铁死亡主要在以谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathioneperoxidase4,GPX4)为核心的分子信号通路中进行,除此之外还与氧化应激和铁代谢密切相关。在脑出血发生时,血细胞迅速裂解,其中的血红蛋白可被血肿周围小胶质细胞和浸润的巨噬细胞吞噬,代谢为亚铁,从而形成致命的活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS)并引起脂质过氧化,随后过量的亚铁从小胶质细胞中运输出来,通过转铁蛋白受体系统积聚在神经元中,并通过芬顿反应(Fentonreaction)与过氧化氢(Hydrogenperoxide,H2O2)反应,形成羟基自由基(·OH)。这些羟基自由基攻击DNA、蛋白质和脂质膜,从而破坏细胞功能。同时在脑出血时,谷胱甘肽生物消耗或GPX4活性抑制或失活触发铁死亡。在这两条路径上,细胞内铁超载是脑出血后血红蛋白诱导和亚铁诱导的神经元铁死亡的一个主要机制。我们使用铁死亡的抑制剂Liproxstatin-1,研究其对小鼠脑出血后铁死亡的作用及其可能存在的分子生物学的机制。以及对神经功能损害的作用。
  方法:将神经元细胞和小胶质细胞共培养,随机分为正常组、血红蛋白组、溶剂对照组、给药组共4组,于培养箱孵育24h测细胞活性。同时,提取细胞蛋白、RNA利用WesternBlot技术、PCR技术检测多种铁死亡相关蛋白GPX4、COX-2及相关基因PTGS2、IREB2的表达水平。将96只实验小鼠随机划分为假手术组1d、脑出血组1d、溶剂对照组1d、给药组1d和假手术组3d、脑出血组3d、溶剂对照组3d及给药组3d共8组,每组小鼠为12只。通过脑室内胶原酶诱导脑出血的方法建立脑出血模型,于脑出血术前15分钟腹腔注射药物Liproxstatin-1。在小鼠脑出血造模后24h和72h的时间点收集小鼠脑组织标本利用WesternBlot和PCR技术检测多种铁死亡相关蛋白的表达水平。同时,取小鼠脑组织进行组织铁以及组织MDA含量测定,研究小鼠脑出血脑组织中铁和活性氧的聚积情况。同时连续测试小鼠脑出血后一周内神经功能缺损评分的变化评价其神经功能损害的程度。
  结果:(1)Hb可诱导神经元细胞死亡,导致GPX4表达下降,给予Lip-1促进GPX4表达,减少神经元死亡。(2)给予Lip-1的小鼠在其脑出血后GPX4表达增加,COX-2表达减少。(3)给予Lip-1的小鼠在其脑出血后PTGS2和IREB2的mRNA表达水平下调。(4)给予Lip-1的小鼠在其脑出血后血肿周围区域内铁含量及MDA含量明显减少。(5)小鼠脑出血后的神经功能缺损在给予Lip-1后得到明显改善。
  结论:Lip-1能有效减少神经元细胞死亡,同时减少脑出血后铁及MDA含量,减轻小鼠脑出血后的神经功能损害。其可能机制或为抑制出血后早期细胞铁死亡有关。
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