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研究背景及目的解偶联蛋白2(UCP2)是位于线粒体内膜的阴离子转运蛋白,它可调节能量代谢并减少ROS的生成。UCP2的神经保护作用在帕金森病、脑缺血、癫痫等多种神经系统疾病中得到广泛证实。研究表明,脓毒症时,胰岛素不仅有降低血糖、调节代谢的作用,还具有减少ROS产生、对抗氧化应激、抗凋亡、保护线粒体等作用,但其具体机制并不十分明确。既往有体外研究表明胰岛素可能通过上调UCP2的表达,减少活性氧(ROS)的生成,进而发挥抗氧化的保护作用。本研究拟探讨胰岛素对脓毒症脑组织损伤的保护作用,探讨UCP2在脓毒症大鼠脑组织中的表达,及胰岛素对其表达的影响,探讨UCP2在胰岛素保护作用中的可能作用,进一步为脓毒症时胰岛素的临床应用提供实验及理论依据。方法行胰岛素浓度梯度预实验,根据大鼠血糖情况及生存率确定胰岛素浓度后,将50只SPF级雄性SD大鼠,按随机数字表法随机分为正常对照组(n=10)、脓毒症组(n=20)和胰岛素组(n=20)。通过腹腔注射革兰阴性菌脂多糖(LPS)15 mg/kg建立脓毒症大鼠模型。胰岛素组在造模前30分钟予皮下注射长效胰岛素1U/kg(预实验确定),脓毒症组皮下注射等量生理盐水。LPS造模后24h,每组各取8只处死,留取大脑皮质。提取大脑皮质线粒体测定线粒体活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)水平及超氧化物歧化酶(SOD)活力;Western blot检测 Bcl-2、Bax、活化的 Caspase-9(Cleaved Caspase-9)的蛋白表达;TUNEL染色检测大脑皮质神经细胞凋亡;苏木精-伊红(HE)染色观察大脑皮质病理改变;RT-PCR检测大脑皮质UCP2的mRNA表达;Western blot和免疫组化检测皮质组织UCP2蛋白的表达。结果1.与正常对照组相比,脓毒症组及胰岛素组大鼠皮质组织线粒体ROS和MDA水平明显升高,而SOD活力明显下降,均P<0.05;而与脓毒症组相比,胰岛素组大鼠皮质组织线粒体ROS和MDA水平下降,且SOD活力回升,均P<0.05;2.与正常对照组相比,脓毒症组及胰岛素组大鼠大脑皮质组织神经细胞凋亡增加,脓毒症组抗凋亡蛋白Bcl-2表达下降,而促凋亡蛋白Bax和CleavedCaspase-9表达升高,均P<0.05;而与脓毒症组相比,胰岛素组大鼠皮质组织神经细胞凋亡减少,抗凋亡蛋白Bcl-2表达升高,而促凋亡蛋白Bax和Cleaved Caspase-9 表达下降,均 P<0.05;3.与正常对照组相比,脓毒症组和胰岛素组大鼠大脑皮质组织HE染色可见明显异常病理改变,而与脓毒症组相比,胰岛素组大鼠大脑皮质组织病理改变较脓毒症组减轻;4.与正常对照组相比,脓毒症组大鼠皮质组织UCP2 mRNA和蛋白表达均升高;而与脓毒症组相比,胰岛素组大鼠皮质组织UCP2 mRNA和蛋白表达较均脓毒症组升高。结论1.U/kg长效胰岛素皮下注射可有效改善脓毒症大鼠生存2.UCP2在脓毒症大鼠脑组织中表达上调;3.胰岛素可上调脓毒症大鼠脑组织中UCP2的表达;4.胰岛素通过减少ROS生成,减轻线粒体氧化应激,抑制线粒体凋亡通路的激活并减少神经细胞凋亡,在脓毒症大鼠脑组织损伤中发挥保护作用,其机制之一可能是通过上调UCP2的表达,进而减少ROS产生、减轻氧化应激并减少细胞凋亡,从而在脓毒症脑组织损伤中发挥保护作用。