本文關鍵詞：番茄紅素對永久性結扎雙側頸總動脈大鼠學習記憶能力及海馬結構NIX參與的線粒體自噬的影響

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【摘要】：血管性癡呆(Vascular dementia,VD)是指由于長期處于各種缺血性、出血性及腦缺血缺氧性損害等腦血管病危險因素下,最終導致的獲得性智能障礙綜合征,為老年期癡呆的常見類型之一。氧化應激是體內(nèi)活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生與清除失去平衡而導致的一系列氧化性損傷過程,現(xiàn)普遍認為氧化應激是VD發(fā)生發(fā)展的主要危險因素之一。永久性結扎雙側頸總動脈(2-vessel occlusion,2VO)的大鼠通過阻斷雙側頸總動脈血流使其腦組織處于低灌注低氧狀態(tài),尤其容易使得海馬、皮層等與認知功能有關的結構發(fā)生氧化應激,最終發(fā)生學習記憶能力的損害。線粒體作為體內(nèi)ROS產(chǎn)生的主要來源,亦是ROS攻擊的重要靶點,后者使得線粒體發(fā)生功能障礙,線粒體膜電位(Mitochondrial transmembrane potential,Δψm)降低,引起線粒體通透性轉運孔(Mitochondrial permeability transition pore,MPTP)開放,引發(fā)細胞凋亡或自噬等改變。番茄紅素(Lycopene)是類胡蘿卜素家族中的一員,具有強有力的淬滅單個氧原子及清除過氧化自由基的能力。因此,清除受損的線粒體,降低細胞ROS水平,拮抗氧化應激很可能是干預治療血管性癡呆的一種行之有效的手段。線粒體自噬(Mitophagy)是線粒體在低氧、饑餓等應激狀態(tài)下,損傷的線粒體選擇性的被自噬泡所吞噬降解的過程。在低氧環(huán)境中,適當?shù)木�粒體自噬可通過及時清除受損線粒體而對細胞起到保護作用,然而過度的線粒體自噬則可引發(fā)自噬性死亡等負性改變。NIX蛋白(Nip3-like protein X,NIX)主要位于線粒體外膜,當線粒體受到損害時,NIX表達上調(diào),可與微管相關蛋白1輕鏈3(microtubule-associated protein 1 light chain3,LC3)相結合,引起自噬體吞噬損傷線粒體并與溶酶體相融合,以此清除受損線粒體。LC3分為Ⅰ型和Ⅱ型,LC3-Ⅱ的表達或LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值可反映細胞的自噬水平。低氧誘導因子1α(Hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)是細胞針對低氧應答產(chǎn)生的一種轉錄因子,當機體處于低氧狀態(tài),氧化應激增強,ROS產(chǎn)生增多,最終可激活HIF-1α,后者又可激活NIX基因,NIX表達上調(diào),引起NIX參與的自噬的產(chǎn)生,故HIF-1α既是2VO大鼠腦內(nèi)低氧環(huán)境所誘導產(chǎn)生的,又是NIX表達上調(diào)的前提條件。目的觀察番茄紅素早期干預對2VO大鼠學習記憶能力及海馬結構的影響;觀察2VO大鼠及早期干預后海馬結構NIX參與的線粒體自噬水平,從而探討NIX參與的線粒體自噬在2VO大鼠海馬結構中的可能作用。方法(1)大鼠隨機分組后,各劑量組大鼠術后7天立即給予不同劑量的番茄紅素水溶液,假手術組及模型組大鼠給予雙蒸水,隔天灌胃給藥一次,持續(xù)1月。(2)以Morris水迷宮檢測各組大鼠學習記憶能力,HE染色觀察比較各組大鼠海馬結構各區(qū)域組織形態(tài)學改變。(3)腦片熒光染色法、共聚焦激光掃描顯微鏡技術觀測各組大鼠海馬結構ROS改變。(4)Tunel法、共聚焦激光掃描顯微鏡技術檢測各組大鼠海馬結構細胞凋亡率。(5)Western blot檢測海馬結構LC3BⅡ/LC3BⅠ的比值。(6)熒光免疫組化法、共聚焦激光掃描顯微鏡技術觀察各組大鼠海馬結構NIX、LC3B、HIF-1α的熒光強度,運用體視學計算NIX-LC3B-Mito Tracker Green共定位數(shù)和HIF-1α-DAPI共定位數(shù)。結果(1)各組大鼠在術前平均逃避潛伏期及術后運動速度沒有明顯差別的基礎上,模型組大鼠的平均逃避潛伏期較假手術組大鼠增高(P0.05),模型組大鼠的趨向式和直線式的總比例較假手術組大鼠減少(P0.05),低劑量組大鼠平均逃避潛伏期較模型組大鼠明顯縮短(P0.05),模型組與低劑量組大鼠趨向式和直線式的總比例有明顯差別(P0.05),且三個藥物劑量組中,以低劑量組大鼠逃避潛伏期最短,趨向式和直線式的總比例最高(P0.05)。(2)假手術組大鼠海馬結構錐體細胞及顆粒細胞層次分明,排列緊密,細胞結構完整,細胞核大而清晰,呈圓形。模型組大鼠細胞層次不清,排列紊亂,胞體收縮,胞質(zhì)深染,呈不規(guī)則形,細胞周圍間隙增大,呈空泡樣變,細胞核深染不可見。低劑量組大鼠海馬結構錐體細胞及顆粒細胞改變類似假手術組,中、高劑量組大鼠海馬結構錐體細胞及顆粒細胞都存在一定程度的病理改變。(3)各組大鼠海馬結構CA1、CA3、DG區(qū)及三區(qū)總量的ROS熒光強度存在組間差異(P0.01),其中模型組大鼠海馬結構CA1、CA3、DG及三區(qū)總量ROS熒光強度較假手術組和低劑量組顯著增加(P0.01),三個藥物劑量組中,以低劑量組大鼠海馬結構CA1、CA3、DG三區(qū)的總量ROS熒光強度顯著低于中劑量組(P0.01)和高劑量組(P0.01)。(4)各組大鼠海馬結構CA3及CA1、CA3、DG三區(qū)的總量細胞凋亡率存在組間差異(P0.05),CA1、DG區(qū)細胞凋亡率組間差異沒有統(tǒng)計學意義(P0.05)。觀察統(tǒng)計學有意義的區(qū)域細胞凋亡率的趨勢,假手術組大鼠海馬結構細胞凋亡率低于模型組,三個藥物劑量組中,以低劑量組細胞凋亡率最低,且低劑量組細胞凋亡率亦低于假手術組。(5)LC3BⅡHMP/LC3BⅠ(HMP+HCP)在各組大鼠海馬結構細胞中存在組間差異(P0.05),LC3BⅡHTP/LC3BⅠHTP在各組大鼠海馬結構細胞中組間沒有差別(P0.05)。觀察其趨勢,模型組大鼠海馬結構細胞線粒體上的LC3BⅡ的表達較假手術組高,三個藥物劑量中以中劑量組LC3BⅡ的表達最高,其次是低劑量組和高劑量組。(6)各組大鼠海馬結構CA1、CA3和DG區(qū)及三區(qū)總量NIX平均熒光強度值組間差異有顯著的統(tǒng)計學意義(P0.01)。模型組大鼠海馬結構CA1、CA3、DG區(qū)及三區(qū)的總量NIX的表達均高于假手術組(P0.01)和低劑量組(P0.01)。LC3B平均熒光強度值DG區(qū)組間差異沒有統(tǒng)計學意義(P0.05),CA1、CA3區(qū)及三區(qū)總量組間差異有顯著的統(tǒng)計學意義(P0.01)。其中,模型組大鼠海馬結構CA1區(qū)LC3B的表達高于假手術組(P0.01)和低劑量組(P0.01)。各組大鼠CA1、CA3、DG區(qū)及三區(qū)總量NIX-C3B-Mito Tracker Green共定位數(shù)目均存在組間差異(P0.01)。其中,模型組大鼠海馬結構CA3區(qū)共定位數(shù)目較假手術組多(P0.05),CA1及CA3區(qū)共定位數(shù)目較低劑量組多(P0.05)。(7)各組大鼠海馬結構CA1、CA3區(qū)及三區(qū)總量HIF-1α的表達均存在組間差異(P0.05),DG區(qū)HIF-1α的表達組間差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。其中,模型組海馬結構HIF-1α的表達較假手術組高,三個藥物劑量組中,中、高劑量組海馬結構HIF-1α的表達均較低劑量組高。各組大鼠CA1、CA3、DG區(qū)及三區(qū)總量HIF-1α-DAPI共定位數(shù)目均存在組間差異(P0.05)。其中,模型組大鼠海馬結構CA1、DG區(qū)共定位數(shù)目較假手術組高(P0.05),三個藥物劑量組中,以低劑量組大鼠海馬結構CA1、DG區(qū)及三區(qū)總量共定位數(shù)目最低(P0.05)。(8)NIX-LC3B-Mito Tracker Green與HIF-1α-DAPI共定位數(shù)目在大鼠海馬結構各個區(qū)域及三區(qū)總量中都呈正相關性(CA1:r2=0.773,P0.01;CA3:r2=0.497,P0.05;DG r2=0.511,P0.05;三區(qū)總量:r2=0.698,P0.05)。NIX熒光強度與HIF-1α-DAPI共定位數(shù)目在大鼠海馬結構各個區(qū)域及三區(qū)總量中都呈正相關性(CA1:r2=0.673,P0.01;CA3:r2=0.570,P0.01;DG:r2=0.431,P0.05;三區(qū)總量:r2=0.803,P0.01)。結論4.1 2VO大鼠為VD可靠模型。4.2 2VO大鼠海馬結構存在低氧狀態(tài),氧化應激增強,凋亡水平升高,為參與形成VD的可能機制。此外,海馬結構線粒體自噬水平增強,亦可能在VD發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著作用。4.3番茄紅素三個藥物劑量組中,以低劑量番茄紅素預防VD效果最佳,因此適量的番茄紅素可有效預防VD。4.4在低氧狀態(tài)下NIX參與的線粒體自噬水平升高,抗氧化劑的預防性應用可拮抗氧化應激誘導的NIX參與的線粒體自噬。
【關鍵詞】：永久性結扎雙側頸總動脈大鼠 番茄紅素 活性氧 線粒體自噬 NIX LC3 HIF 血管性癡呆
【學位授予單位】：福建醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R749.13
【目錄】：

• 英文縮略詞表4-5
• 中文摘要5-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-17
• 材料和方法17-26
• 結果26-51
• 討論51-56
• 結論56-57
• 參考文獻57-61
• 綜述61-70
• 參考文獻67-70
• 致謝70

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳春鵬,趙小貞,鐘秀容;血管性癡呆大鼠尾狀核血腦屏障的超微結構[J];福建醫(yī)科大學學報;2003年01期

2 張宏,王瑋,鄭志z，

本文編號：770922