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2ME2抑制HIF-1α对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用
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更新于2024-09-04
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"HIF-1α抑制剂对大鼠局部脑缺血再灌注损伤的影响" 本文探讨了HIF-1α(缺氧诱导因子-1α)抑制剂2ME2(2-methoxyestradiol)在大鼠局部脑缺血再灌注损伤中的作用。研究发现,2ME2能够显著改善大鼠的神经行为学缺陷,并减少脑梗死体积。实验设计包括假手术组、大脑中动脉阻塞再灌注组(MCAO组)、假性治疗组(DMSO组)和2ME2治疗组。实验结果显示,2ME2治疗组表现出较好的神经功能恢复,且脑梗死面积显著减小。 进一步的分子生物学分析显示,2ME2降低了HIF-1α的表达及其下游基因,包括Caspase-3、BNIP3和VEGF的表达。Nissl染色结果显示,2ME2治疗组的神经元结构更完整,凋亡现象减轻。免疫组化染色和TUNEL标记也证实,2ME2减少了细胞凋亡的数量。 HIF-1α是一种关键的转录因子,在低氧条件下能诱导多种基因表达,包括VEGF、EPO和iNOS等,这些基因参与细胞保护和适应性反应。然而,HIF-1α也可能在某些情况下促进神经元的凋亡。2ME2通过抑制HIF-1α,可能减少了血脑屏障的通透性,降低了凋亡因子Caspase-3的作用,从而发挥神经保护效果。 这项研究为HIF-1α抑制剂在治疗脑缺血再灌注损伤提供了新的理论依据。2ME2可能成为未来治疗脑缺血疾病的一种潜在药物,但还需要进一步的临床前和临床试验来验证其安全性和有效性。该研究强调了HIF-1α信号通路在脑损伤中的复杂作用,以及针对这一通路的干预策略对于改善脑缺血结果的重要性。
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http://www.paper.edu.cn
- 1 -
HIF-1α 抑制剂对局部脑缺血再灌注损伤的影响
陈春花,胡琴,杨磊,王珂,周长满
*
北京大学医学部解剖与组织胚胎学系教研室,北京(100083)
E-mail:cchhh1000@gmail.com
摘 要:研究大鼠局部性脑缺血再灌注损伤时,HIF-1α 抑制剂(2ME2)对损伤脑组织的影响。
雄性 SD 大鼠随机分为假手术组、大脑中动脉阻塞再灌注组(MCAO 组)、假性治疗组(DMSO
组)、2ME2 治疗组(2ME2 组)。治疗组在术后 1h 腹腔注射相应剂量药物。观察各组大鼠神经
行为学缺陷;再灌注 7d,TTC 染色观察脑梗死体积变化;再灌注 24h,Western Blot 检测
HIF-1α 及其下游基因的表达的变化;制备脑组织切片分别作 Nissl 染色、免疫组化染色及
TUNEL 标记。2ME2 组神经功能较 MCAO 及 DMSO 组有明显改善(P<0.05),同时 2ME2 治
疗可以明显减小梗死灶的体积(P<0.05)。Western Blot 结果显示 HIF-1α 的表达经 2ME2 治疗
后降低,其下游基因的表达有同样的变化。Nissl 染色可见 2ME2 治疗组皮质神经元结构较
清晰,胞体肿胀、核固缩、核溶解程度较模型组及假性治疗组明显减轻,淡染区域减小;免
疫组化法观察到 2ME2 组 HIF-1α、Caspase-3、BNIP3、VEGF 及 TUNEL 标记的阳性细胞数
明显减少(P<0.05)。2ME2 可能通过降低 HIF-1α 水平并下调其下游的
BNIP3 和 VEGF 的表
达,从而降低血脑屏障的通透性并减少凋亡因子 Caspase-3 的作用而发挥神经元保护作用。
关键词:2ME2;脑缺血;缺氧诱导因子-1α;凋亡;免疫组织化学染色;大鼠
0. 引言
缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)是最近发现的一种重要转录调节因子,因可诱导细胞生长
因子(VEGF)、促红细胞生成素(EPO)及一氧化氮合酶(iNOS)等靶基因的转录成为低氧应
答时稳定细胞内环境的调节中心。HIF-1α可以通过调节靶基因的表达对缺血性损伤神经元
起保护或诱导凋亡的双重作用。HIF-1α及其下游基因的脑保护作用的研究主要集中于神经
细胞缺氧预适应过程中
[1]
。它可以通过诱导靶基因如血管内皮细胞生长因子(VEGF)
[2]
、
促红细胞生成素(EPO)、葡萄糖转移蛋白-1(GLU-1)、葡萄糖合成酶的生成对缺血后脑细胞
产生保护作用。相反,在严重缺氧状态下,HIF 可以通过与 p53 结合、诱导 bcl-2 家族中的
凋亡前基因 BNIP3
[3]
,Nix 的表达、促进诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的生成这些途径诱导细
胞凋亡。同时其下游基因 VEGF 的过量表达会导致血脑屏障(BBB)的通透性增加进一步
导致脑水肿的发生
[4]
。所以迄今为止,HIF-1α及其靶基因在脑缺血中的作用仍不是很清楚。
本实验室最近的研究表明将 HIF-1α的抑制剂 2-Methoxyestradiol (2ME2)运用到蛛网膜下腔
出血模型中,可以减轻脑血管痉挛,通过 BNIP3 途径抑制内皮细胞和血管平滑肌细胞的凋
亡
[5]
。2ME2 是一种天然的雌激素的衍生物,具有抗增生、抗新生血管生成及抗肿瘤的作用
[6]
,一些报道认为这一作用是通过降低缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及其调控的下游基因血管
内皮细胞生长因子(VEGF)来实现的。本研究主要针对其对缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)
的抑制作用探讨其对脑组织缺血再灌注后神经元凋亡的影响。
1. 材料和方法
1.1 实验动物及分组
雄性 SD 大鼠,体重 300~350g,由北京大学医学部实验动物中心提供。随机分为假手
术组(Sham 组,n=15)、大脑中动脉阻塞再灌注组(MCAO 组,n=15)、假性治疗组(DMSO
组,n=15)、2ME2 治疗组(2ME2 组,n=15)。治疗组在术后 1h 腹腔注射相应剂量药物。
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