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目的:探讨大鼠脑缺氧缺血损伤(HIBD)后c-fos蛋白的表达,MDA含量和SOD活力的改变以及姜黄素对上述指标的影响。
方法:将雄性清洁级sprague-Dawley(SD)大鼠72只,体重180-220g,随机等分为假手术对照组(SH组)、脑缺氧缺血组(HI组)、姜黄素组(CU组)、溶剂对照组(SC组),每组内据处死时间点的不同又分2h、4h和6h三个亚组,每组6只动物。SH组仅游离左侧颈总动脉但不结扎,余者制备HIBD动物模型,结扎左侧颈总动脉后,置于常压低氧舱中2h。舱内充入N2使O2浓度降低,随后进行调节使其维持在8％O2、92％N2的环境中,环境温度恒定为22～25℃。CU组在术前1h腹腔注射给予姜黄素(curcumin)40mg/kg,SC组同时间点腹腔注射等量二甲基亚砜。
将大鼠在各时间点急性断头处死,分别制备大鼠的大脑石蜡标本、电镜标本和活组织冰冻标本。光镜观察结扎侧HE染色的皮质及海马区神经细胞形态学变化。电镜观察脑组织形态学结构变化。免疫组化检测皮质及海马区即早基因的相关蛋白c-fos蛋白的表达。将冰冻脑组织制备匀浆检测丙二醛(MDA)及超氧化物歧化酶(SOD)含量。
结果:
1.光镜观察:HE染色的SH组脑组织无水肿、坏死,皮质与海马各区锥体细胞排列整齐,边界清,形态正常,神经细胞数量未见减少。HI组大脑皮质与海马区水肿,神经细胞数减少,细胞核固缩,细胞周围间隙增宽,与SH组比较显著差异。CU组与HI组相比脑组织损伤明显减轻,大部分细胞边界清,核形状规则,核边界清,核固缩细胞减少。SC组与HI组基本相同。
2.透射电镜观察:SH组神经元细胞核大而圆,核仁清晰,双层结构的核膜包在核外,胶质细胞胞核正常,无水肿,超微结构正常。HI组皮质神经元粗面内质网扩张、线粒体轻微肿胀,同时见有神经元、胶质细胞的核膜内陷皱缩,核体积缩小的核固缩表现。CU组神经元、胶质细胞和毛细血管周围水肿程度减轻,核固缩的细胞数量明显减少。SC组脑损伤程度同HI组。
3.MDA含量:HI、CU、SC组的4h、6h组与同组2h组相比,MDA含量增加(P<0.05)。CU组MDA含量与对应时间点HI组相比明显减低(P<0.05)。SC组MDA含量与HI组相比无统计学差异。SH组各时间段相比无显著性意义(P>0.05)。
4.SOD活性:除SH组外,HI、CU、SC组的SOD活性在缺氧缺血后6h内随时间延长而降低(P<0.05)。与HI组和SC组相比,CU组同时间点SOD含量增加(P<0.05)。SH组各时间段相比无显著性意义(P>0.05)。
5.免疫组化:c-fos蛋白在SH组的皮质与海马区的各时间段表达量和OD值均低于其他各组水平(P<0.05).其余三组可见c-fos蛋白不同程度的表达。皮质缺氧缺血2h后结扎侧皮质区的c-fos蛋白阳性表达率与OD值明显高于SH组(P<0.05)。CU组2h的蛋白阳性率最高(P<0.01),以后表达减弱,但仍然高于其他各组水平。在海马区,各组各时间点的c-fos蛋白的表达及变化规律与皮质区相似。
结论:
1.细胞凋亡在缺氧缺血性脑损伤中起重要作用。
2.姜黄素可通过抑制MDA和提高SOD的活性保护缺氧缺血性脑损伤。
3.姜黄素可通过上调c-fos蛋白的表达减轻脑组织细胞凋亡,从而拮抗缺氧缺血性脑损伤。