大鼠彌漫性軸索損傷及干預(yù)治療血清NF-L變化的研究

發(fā)布時間：2017-07-19 03:00

本文關(guān)鍵詞：大鼠彌漫性軸索損傷及干預(yù)治療血清NF-L變化的研究

【摘要】：【研究背景】彌漫性軸索損傷(diffuse axon injury,DAI)是常見的顱腦損傷類型，主要原因為頭部受到剪切外力作用所致，其特征主要表現(xiàn)為腦白質(zhì)軸索的彌漫性損傷，DAI可作為原發(fā)性損傷獨立存在，也可并發(fā)于其它重型原發(fā)性腦損傷。DAI的發(fā)病率及死亡率均較高，占非占位性腦損傷死亡率及致殘率中的35%。 DAI通過Ca~(2+)超載、線粒體損傷、軸索結(jié)構(gòu)破壞、軸索運輸障礙等機制，引起一系列細(xì)胞及分子水平的病理生理過程：節(jié)間區(qū)域的軸突腫脹，郎飛氏結(jié)的崩解及中斷等。這些病理改變最終導(dǎo)致了神經(jīng)元的廣泛變性，軸索腫脹，引發(fā)了諸多臨床癥狀并最終影響了預(yù)后。在上述發(fā)病機制中，存在多種信號調(diào)節(jié)途徑，其中最重要的一條途徑是：外力信號通過跨膜的整合素分子傳導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞內(nèi)Ca~(2+)超載，激活多種蛋白酶，導(dǎo)致神經(jīng)微絲降解，從而產(chǎn)生軸索繼發(fā)性損傷。神經(jīng)微絲蛋白（neurofilament, NF）主要位于軸索中，是細(xì)胞骨架重要的組成部分。神經(jīng)微絲主要由3種不同的蛋白構(gòu)成異多聚體： NF輕鏈（NF-L，68KDa），NF中鏈（NF-M，160KDa）和NF重鏈（NF-H，200KDa）。每個NF的亞單位有高度磷酸化的羧基末端。NF磷酸化的程度和軸索的直徑及軸漿運輸?shù)乃俣扔嘘P(guān)。NF亞單位的磷酸化及去磷酸化的平衡過程，在正常軸索結(jié)構(gòu)組成和功能維持中起到了重要的作用。外傷后，Ca~(2+)內(nèi)流激活磷酸酶，，改變了磷酸化狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致了細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)破壞。隨后，活化的鈣蛋白酶（calpain）和半胱天冬酶-3（caspase-3）介導(dǎo)去磷酸化并降解磷酸化的NF（pNF），使pNF在軸索中央形成大量致密小泡結(jié)構(gòu)。這些變化降低了pNF的穩(wěn)定性、軸索的直徑和微管的數(shù)目，進(jìn)而導(dǎo)致了pNF的變性降解。整合素（integrin）是與細(xì)胞骨架形成復(fù)合體的跨膜轉(zhuǎn)運蛋白，它將細(xì)胞膜外基質(zhì)(extracelluar matrix，ECM）與細(xì)胞內(nèi)聯(lián)系起來，并將外力傳導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)部。整合素有3種狀態(tài)（休息態(tài)、中間態(tài)及活化態(tài)），一般整合素處于休息態(tài)，當(dāng)和相應(yīng)的ECM配體相連時被激活為活化態(tài)。在DAI損傷過程中，細(xì)胞外刺激如壓力導(dǎo)致整合素的活化。之后整合素與多種ECM蛋白及細(xì)胞骨架的相關(guān)蛋白相連，形成ECM-Integrin-FAC軸，并最終形成一個多蛋白聚集的局部粘附斑。這種信號傳導(dǎo)會導(dǎo)致蛋白的磷酸化，增強細(xì)胞內(nèi)Ca~(2+)聚集。Ca~(2+)超載可激活calpain和caspase，并通過calpain介導(dǎo)血影蛋白的水解及神經(jīng)微絲、微管蛋白的降解，在繼發(fā)性彌漫性軸索損傷中起到核心作用。【目的】觀察大鼠DAI后血清NF-L隨時間變化的規(guī)律，探討血清NF-L作為DAI早期分子標(biāo)記物的可行性；通過Ca~(2+)通道阻滯劑（尼莫地平）及整合素拮抗劑（RGD多肽）干預(yù)處理DAI大鼠，觀察其血清NF-L的變化，探討鈣超載及整合素在DAI中的作用。【材料與方法】70只健康SD大鼠被隨機分為正常對照組、DAI損傷實驗組（簡稱未干預(yù)組）、DAI損傷+尼莫地平干預(yù)實驗組（簡稱尼莫地平組）、DAI損傷+RGD多肽干預(yù)實驗組（簡稱RGD組），其中三個實驗組再按照DAI損傷后12h、24h、72h再分為三組，共10組動物，每組7只SD大鼠。建立大鼠Marmarous模型，收集動物血清，用ELISA法測量NF-L濃度，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析比較各組NF-L濃度變化差異。【結(jié)果】DAI損傷實驗組、DAI損傷+尼莫地平干預(yù)實驗組大鼠血清NF-L水平呈上升-下降-再顯著上升趨勢；DAI損傷+RGD多肽干預(yù)實驗組大鼠血清NF-L水平呈持續(xù)緩慢上升的趨勢；尼莫地平及RGD多肽干預(yù)組NF-L明顯低于未干預(yù)組。【結(jié)論】DAI損傷大鼠血清NF-L變化的時序性反映了DAI繼發(fā)性損傷過程，可作為DAI早期診斷的血清分子標(biāo)記物；大鼠DAI損傷后，通過尼莫地平及RGD干預(yù)治療可使大鼠血清NF-L水平顯著下降，提示Ca~(2+)通道阻滯劑（尼莫地平）及整合素拮抗劑（RGD多肽）干預(yù)對大鼠DAI具有治療效果。
【關(guān)鍵詞】：彌漫性軸索損傷 神經(jīng)微絲 神經(jīng)微絲輕鏈 鈣超載 尼莫地平 整合素 RGD多肽 酶聯(lián)免疫分析 實驗病理學(xué)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：D919.4
【目錄】：