【摘要】：腦缺血再灌注損傷是指腦缺血恢復血液再灌注后,神經(jīng)損傷和功能障礙反而進一步加重,其發(fā)病機制非常復雜,多個因素參與其病理過程,涉及多個環(huán)節(jié),包括再灌注時氧自由基爆發(fā)、興奮性氨基酸毒性、炎癥反應、細胞凋亡等,相互間構成復雜網(wǎng)絡,進而引起一系列級聯(lián)反應。因此,探索有效防治腦缺血再灌注損傷的藥物治療依然是當今神經(jīng)科學領域的一個研究重點。丁酸鈉(sodium butyrate,NaB)是一種短鏈脂肪酸鹽,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮抗氧化、抗炎、抗凋亡、改善認知障礙等神經(jīng)保護作用,但其對腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)保護作用及分子機制尚未完全闡明。本研究以結扎雙側(cè)頸總動脈20 min,建立腦缺血小鼠模型,恢復血流再灌注后3 h立即給予不同劑量NaB處理,觀察NaB對腦缺血再灌注損傷急性期小鼠的自發(fā)活動、腦組織形態(tài)學、氧化應激、炎癥反應和神經(jīng)元凋亡的影響,并探討其可能的分子機制;另外,對腦缺血再灌注損傷小鼠進行為期4 w NaB處理,觀察腦缺血損傷恢復期小鼠的認知行為、腦組織病理形態(tài)和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)蛋白表達的變化。第一部分丁酸鈉對小鼠腦缺血再灌注損傷急性期的保護作用目的:探討NaB對小鼠腦缺血再灌注損傷急性期的神經(jīng)保護作用。方法:以雄性ICR小鼠為研究對象,以結扎雙側(cè)頸總動脈20 min,建立小鼠腦缺血模型,雙側(cè)頸總動脈再灌注后3 h后立即給予NaB(5 mg/kg和10 mg/kg)灌胃處理。24 h后,檢測小鼠的自發(fā)活動,處死小鼠,HE染色檢測海馬神經(jīng)元損傷,透射電鏡檢測腦組織超微結構改變,觀察NaB對腦缺血再灌注損傷的保護作用。結果:腦缺血再灌注模型組小鼠表現(xiàn)出明顯的自發(fā)活動改變,腦組織可見明顯的神經(jīng)元損傷和超微結構的改變。與模型組小鼠比較,不同劑量NaB處理組均能減輕腦缺血再灌注所致的腦損傷,其中,10 mg/kg NaB處理組效果更明顯。第二部分丁酸鈉對小鼠腦缺血再灌注損傷急性期的保護機制目的:探討NaB對小鼠腦缺血再灌注損傷急性期的神經(jīng)保護機制。方法:以雄性icr小鼠為研究對象,建立腦缺血再灌注損傷小鼠模型,每組12只小鼠,設立sham組(假手術組),model組(腦缺血再灌注損傷模型組),5nab組(5mg/kgnab)和10nab組(10mg/kgnab)。雙側(cè)頸總動脈再灌注后3h給予nab(5mg/kgnab處理組和10mg/kgnab處理組)灌胃處理,24h后處死小鼠,采用硫代巴比妥酸法和黃嘌呤氧化酶法檢測腦組織sod活性和mda含量;elisa法檢測腦組織il-1β、tnf-α和il-8的含量;tunel染色檢測海馬神經(jīng)元凋亡,免疫組化法和westernblot法進一步檢測腦組織bcl-2、bax,p-akt和akt的蛋白表達水平。結果:與sham組比較,model組小鼠腦組織mda含量顯著升高(p0.01)、sod活性顯著降低(p0.01)、炎癥因子il-1β、tnf-α和il-8水平顯著升高(p0.01),海馬區(qū)可見tunel凋亡陽性細胞;腦組織bcl-2蛋白表達下調(diào),bax蛋白表達上調(diào),p-akt蛋白表達減少(p0.05)。與model組比較,nab處理組能夠明顯增加sod的活性,明顯降低mda水平(p0.01),明顯降低il-1β、tnf-α和il-8水平,減少tunel凋亡陽性細胞,上調(diào)bcl-2的蛋白表達,下調(diào)bax的蛋白表達,上調(diào)p-akt的蛋白表達(p0.01),特別是10mg/kgnab劑量組效果更明顯。第三部分丁酸鈉對小鼠腦缺血再灌注損傷恢復期的保護作用目的:探討nab對小鼠腦缺血再灌注損傷恢復期的保護作用。方法:以雄性icr小鼠為研究對象,建立腦缺血再灌注損傷小鼠模型,每組15只小鼠,設立sham組(假手術組),model組(腦缺血再灌注損傷模型組),nab組(10mg/kgnab),雙側(cè)頸總動脈再灌注后給予nab灌胃處理,每天處理1次,連續(xù)4w。采用morris水迷宮檢測小鼠空間學習與記憶能力,行為學測試后處死小鼠,通過nissl染色檢測腦組織病理學改變,免疫組化和westernblot法檢測腦組織bdnf蛋白表達水平。結果:與sham組比較,morris水迷宮實驗結果顯示:model組小鼠逃避潛伏期明顯延長(day3,p0.05;day4和day5,p0.01),在目標象限停留的時間明顯減少(p0.05);nissl染色顯示:model組小鼠nissl小體數(shù)量減少,神經(jīng)元胞體變小,神經(jīng)元嚴重變性;westernblot和免疫組化結果顯示:腦組織bdnf蛋白表達減少(p0.01)。與model組比較,morris水迷宮實驗結果顯示:nab處理組小鼠逃避潛伏期較模型組小鼠明顯縮短(day4和day5,p0.01),在目標象限停留時間較model組小鼠明顯延長(P0.05);Nissl染色顯示:NaB處理組小鼠海馬區(qū)神經(jīng)元病理形態(tài)變化明顯改善;Western blot和免疫組化結果顯示:NaB處理組小鼠腦組織BDNF蛋白表達顯著增加(P0.05)。結論1.NaB減輕了小鼠腦缺血再灌注損傷急性期的神經(jīng)行為學改變,腦組織病理學改變和超微結構的改變,NaB在腦缺血再灌注急性期具有神經(jīng)保護作用。2.NaB在小鼠腦缺血再灌注損傷急性期發(fā)揮神經(jīng)保護作用與抗氧化、抗炎和抗凋亡的機制有關,其中抗凋亡機制可能通過激活PI3K/Akt途徑,上調(diào)抗凋亡Bcl-2蛋白表達和下調(diào)促凋亡Bax蛋白表達。3.NaB能夠改善小鼠腦缺血再灌注損傷恢復期的空間學習和記憶能力,減輕腦組織病理學改變和上調(diào)BDNF蛋白表達,NaB在腦缺血再灌注恢復期具有神經(jīng)保護作用。
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【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R743.3
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本文編號：2356672