趙雅寧孫竹梅劉俊杰李建民薛承景陳長(zhǎng)香
·論 著·
大鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血后細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2 激活介導(dǎo)海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞自噬☆
趙雅寧*孫竹梅*劉俊杰*李建民△☆薛承景△陳長(zhǎng)香*
目的 探討大鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)后海馬區(qū)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2 (extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)激活與神經(jīng)細(xì)胞自噬的關(guān)系。方法 120只雄性SD大鼠隨機(jī)分成假手術(shù)組、SAH組、ERK1/2抑制劑U0126組、自噬誘導(dǎo)劑雷帕霉素(rapamycin,Rap)組。采用枕大池二次注血法制作SAH大鼠模型;U0126組和Rap組分別于造模前30min側(cè)腦室注射U0126(5μg/μL)和Rap(10nmol/μL)。光鏡觀察海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu);免疫組化法和實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)海馬區(qū)磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)、ERK1/2 mRNA和自噬標(biāo)志蛋白(Beclin-1和Beclin-1mRNA、LC3-Ⅱ和LC3mRNA)表達(dá)水平。結(jié)果 與假手術(shù)組比較,SAH組神經(jīng)細(xì)胞死亡率增加(14.9%±5.7%,28.3%±9.8%,44.2%±10.9%)(q值依次為27.56、35.65、44.81;均P<0.05),ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA水平增加(1.83±0.01,2.82±0.06,1.34±0.04;1.46±0.02,1.76±0.02,1.35±0.02;1.52±0.04,1.89±0.01,1.31±0.04)(q值依次為42.99、60.66、48.08,71.26、72.46、49.50,48.49、82.40、41.18;均P<0.05),p-ERK1/2、Beclin-1和LC3–II蛋白水平增加(均P<0.05);與SAH組比較,U0126組神經(jīng)細(xì)胞死亡率增加(19.6±6.5%,36.2±7.7%,58.2±12.7%)(q值依次為9.59、10.43、14.66;均P<0.05),U0126組ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA表達(dá)降低(1.23±0.02,1.40±0.02,1.12±0.02;1.22± 0.04,1.48±0.06,1.24±0.03;1.34±0.04,1.33±0.02,1.14±0.04)(q值依次為 75.66、65.35、31.11,37.18、26.70、15.56,16.79、51.85、22.58;P<0.05),p-ERK1/2、Beclin-1和LC3–II蛋白水平降低(P<0.05);與SAH組比較,Rap組神經(jīng)細(xì)胞死亡率降低(9.1%±4.6%,18.8%±8.6%,28.21%±9.2%)(q值依次為11.86、12.54、16.74;均P<0.05),Rap組 Beclin-1mRNA和LC3mRNA增加(1.78±0.02,2.27±0.05,1.86±0.04;1.97±0.06,2.31±0.08,1.85± 0.00)(q值依次為49.57、48.63、72.12、41.96、38.88、71.73;P<0.05),Beclin-1和LC3–II蛋白增加(P<0.05),ERK1/2 mRNA變化差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (q值依次為2.63、2.65、2.83,P>0.05),p-ERK1/2蛋白變化差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 SAH后激活的ERK1/2激活,可促進(jìn)Beclin-1和LC3-Ⅱ表達(dá)介導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞丟失。
蛛網(wǎng)膜下腔出血 細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2 自噬 微管相關(guān)蛋白-1
自噬是真核細(xì)胞產(chǎn)生的一種細(xì)胞防御機(jī)制。應(yīng)激狀態(tài)下自噬的程度對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境平衡起到不可忽視的作用。研究顯示蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)病理過程中伴隨自噬的發(fā)生,進(jìn)一步誘導(dǎo)自噬可減低SAH后早期腦損傷(early brain injury,EBI)的神經(jīng)細(xì)胞凋亡,改善神經(jīng)功能損傷[1],但SAH后自噬發(fā)生的機(jī)制尚未明確。細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)是有絲分裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinases,MAPKs)家族重要成員之一;已證實(shí)ERK1/2信號(hào)活化在多種中樞神經(jīng)疾病如腦卒中、腦創(chuàng)傷、阿爾茨海默病等等病理過程中具有關(guān)鍵作用,是神經(jīng)細(xì)胞存活調(diào)控靶點(diǎn)之一[2-3]。那么,SAH后神經(jīng)細(xì)胞自噬是否與ERK1/2信號(hào)活化有關(guān),目前報(bào)道甚少。因此,本研究通過建立大鼠SAH,分別應(yīng)用ERK1/2抑制劑和自噬誘導(dǎo)劑進(jìn)行干預(yù),觀察海馬區(qū)ERK1/2激活、自噬關(guān)鍵因子Beclin-1和微管相關(guān)蛋白1(輕鏈LC3-Ⅱ)表達(dá)以及神經(jīng)細(xì)胞丟失情況,探討SAH后神經(jīng)細(xì)胞自噬與ERK1/2信號(hào)活化的關(guān)系,為SAH后EBI的早期救治提供理論依據(jù)。
1.1 研究對(duì)象 清潔級(jí)雄性SD大鼠120只,體質(zhì)量350~450g購(gòu)置于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,合格證號(hào)SCXK(京)2009-003。按照隨機(jī)數(shù)字表法,將大鼠分為假手術(shù)(Sham)組、SAH組、ERK1/2抑制劑U0126組、自噬誘導(dǎo)劑Rap組。每組又分6、24、72h 3個(gè)時(shí)間。
1.2 動(dòng)物模型制作 采用自體血二次枕大池注血法[4]制備大鼠SAH模型。Sham組向枕大池2次注入0.3 mL等滲鹽水,余操作均與SAH組一致。U0126組和Rap組分別于造模前30min側(cè)腦室注射U0126(5μg/μL)和Rap(10nmol/μL),然后再制備SAH模型。模型判定標(biāo)準(zhǔn):①當(dāng)行第二次枕大池注血時(shí),可見少量血性腦脊液在穿刺部位滲出,說明穿刺針位置準(zhǔn)確;②剝離腦部時(shí)肉眼可以見到極其顯眼的血性液體散在分布于腦底基底池部位,或光鏡下見到蛛網(wǎng)膜下腔有明顯血性液體(圖1)。模型制作過程中,SAH組死亡7只,1只模型不符合標(biāo)準(zhǔn)被剔除;U0126組和Rap組分別死亡6只,各組有2只模型不符合標(biāo)準(zhǔn)被剔除;上述被剔除動(dòng)物依次補(bǔ)齊,最終各組30只動(dòng)物納入統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
圖1 SAH動(dòng)物模型的判定。A:肉眼見到血性液體分布于腦底基底池部位;B:光鏡下見到蛛網(wǎng)膜下腔有明顯血性液體。
1.3 腦組織海馬區(qū)形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察 各組各時(shí)間點(diǎn)取5只動(dòng)物,常規(guī)麻醉后處死;用4%多聚甲醛灌注固定后,截取視交叉平面至大腦橫裂腦組織。經(jīng)石蠟包埋、冠狀切片(片厚5 μm)、HE染色。參照文獻(xiàn)[5]在有測(cè)微尺的光學(xué)顯微鏡(400×)下觀察海馬CA1區(qū)神經(jīng)元形態(tài)變化;應(yīng)用Motic-6.0圖像采集和分析系統(tǒng)計(jì)算每個(gè)視野的死亡神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量(每只動(dòng)物取5張海馬區(qū)切片,每張切片選取4個(gè)不重復(fù)的視野,即每組各100個(gè)視野),以視野下神經(jīng)細(xì)胞平均死亡百分率(CA1區(qū)死亡細(xì)胞數(shù)量與總細(xì)胞數(shù)量比值百分?jǐn)?shù))表示。
1.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè) ERK1/2、Be
clin-1、LC3mRNA各組各時(shí)間點(diǎn)取5只大鼠,動(dòng)物按照規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)處死,快速斷頭取腦,用冰箱中預(yù)冷的器械在冰上分離出雙側(cè)海馬組織,稱量0.6 g,加入1mL RNAiso Plus溶液后勻漿,室溫(26℃)靜置5min后,12000r/min 4℃離心5min,取上清移至新的1.5mL離心管內(nèi),加入1/5RNAiso Plus溶液體積的氯仿,震蕩混勻后室溫靜置5min,12000 r/min4℃離心15min,將上清液轉(zhuǎn)移至新離心管中,加入0.5~1倍RNAiso Plus溶液體積的異丙醇,室溫靜置10min,12000 r/min4℃離心10min,棄掉上清液,用與RNAiso Plus溶液等量的75%乙醇清晰沉淀,7500 r/min4℃離心5min,棄上清保留沉淀,干燥(不可加熱),溶解于30μL DEPC處理水中,測(cè)量OD260/280值,根據(jù)OD260計(jì)算RNA濃度,-80℃保存。
ERK1/2序列:5’-GCCGCCGCCGCCGCCAT-3’;ERK1 Forward primer:5’-TACACGCAGTTGCA GTACATCG-3’;ERK1 Reverse primer:5’-CGCAG GATCTGGTAGAGGAAGT-3’;ERK2Forwardprimer:5’-GGAGCTTGTGGAAATACCTTGG -3’;ERK2 Reverse primer:GACGCAGTGTGGAAATACCTTGG-3’;Beclin1序列:Forward primer:CTCTCGTCAAGGCGTCACTTC;Reverse primer:CCTTAGACCCCTCCATTCCTCA。 LC3序 列 :Forward primer:ACCCTCTACGATGCTGGTGA Reverse primer:GCTGTCCTCAATGTCCTTCTG(上海生工生物技術(shù)有限公司合成)。進(jìn)行Real Time One Step實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng):Satge 1、2(反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)),Reps,1,42℃5min,95℃10s;Stage3(PCR反應(yīng)),Reps,40,95℃5s,60℃31s;Stage4(融解曲線分析),Dissociation Protocol。
1.5 免疫組織化學(xué)法檢測(cè)磷酸化ERK1/2、Beclin-1、LC3-II陽性表達(dá) 標(biāo)本采集同HE染色,切片常規(guī)脫蠟至去離子水、滴加復(fù)合消化液、37℃溫箱孵育20 min,PBS洗滌3次,每次5 min,用3%過氧化氫封閉內(nèi)源性過氧化物酶15 min,PBS洗滌、滴加兔抗鼠p-ERK1/2、Beclin-1和LC3-II多克隆抗體(1:200,1:250,1:250),置于冰箱保鮮層4℃過夜;37℃復(fù)溫45 min,PBS洗滌、滴加生物素化二抗,37℃孵育40 min,PBS洗滌,DAB顯色,蘇木精輕度復(fù)染、脫水透明、封片。陽性率的定量分析:每只動(dòng)物取5張海馬區(qū)切片,將每張切片的CA1區(qū)平均分為3個(gè)等份,每個(gè)等份選取一個(gè)相同部位的4個(gè)視野(100個(gè)視野),應(yīng)用Motic-6.0圖像采集及圖像分析系統(tǒng)分析各組陽性細(xì)胞進(jìn)行吸光度(absorbance,A)。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,組間分析采用單因素方差分析,兩組間比較的SNK-q(Student-Newman-keuls)檢驗(yàn),數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2.1 組織病理學(xué)結(jié)果 Sham組海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞排列整齊、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常,神經(jīng)元胞體較大,胞核大而圓,核仁清晰。SAH組海馬區(qū)可見神經(jīng)細(xì)胞變性水腫,細(xì)胞輪廓模糊;亦可見死亡神經(jīng)細(xì)胞,表現(xiàn)為細(xì)胞出現(xiàn)核溶解、核碎裂或核消失結(jié)構(gòu)不清。多組間神經(jīng)細(xì)胞死亡率有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(各時(shí)間點(diǎn) F為 156.60、193.50、151.13,均 P<0.05)。與Sham組比較,SAH組各時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)細(xì)胞死亡率均明顯增加(q值依次為27.56、35.65、44.81;均P<0.05);U0126組神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)一步加重,視野中死亡神經(jīng)細(xì)胞增多,與SAH組比較,各時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)細(xì)胞死亡率均明顯增多(q值依次為9.59、10.43、14.66;均P<0.05);Rap組神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)損傷減輕,視野中死亡的神經(jīng)細(xì)胞減少,與SAH組比較,各時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)細(xì)胞死亡率均明顯降低(q值依次為11.86、12.54、16.74;均P<0.05)。見圖2、表1。
表1 各組海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞死亡率比較(n=15,±s)
表1 各組海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞死亡率比較(n=15,±s)
1)與Sham組比較,P<0.05;2)與SAH比較,P<0.05
組別Sham組SAH組U0126組Rap組6h 1.4%±0.3% 14.9%±5.7%1)19.6%±6.5%2)9.1%±4.6%2)24h 1.3%±0.4% 28.3%±9.8%1)36.2%±7.7%2)18.8%±8.6%2)72h 1.4%±0.4% 44.2%±10.9%1)58.2%±12.7%2)28.2%±9.2%2)
2.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)結(jié)果 用實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA的表達(dá),以GAPDH為內(nèi)參基因,以Sham 組ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA表達(dá)為1,計(jì)算各組ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA的Ct值(公式(△Ct=目的基因平均Ct值‐管家基因平均Ct值,△△Ct=實(shí)驗(yàn)組△Ct‐對(duì)照組△Ct,相對(duì)表達(dá)量=2-△△Ct)。與Sham組比較,SAH組各時(shí)間點(diǎn)ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和 LC3 mRNA水平上調(diào) (q值依次為42.99、60.66、48.08,71.26、72.46、49.50,48.49、82.40、41.18;均P<0.05);與SAH組比較,U0126組中各時(shí)間ERK1/2 mRNA、Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA持續(xù)減少 (q值依次為75.66、65.35、31.11,37.18、26.70、15.56,16.79、51.85、22.58;P<0.05);與SAH組比較,Rap組中ERK1/2 mRNA差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (q值依次為2.63、2.65、2.83,P>0.05);Beclin-1 mRNA和LC3mRNA水平顯著上調(diào) (q值依次為49.57、48.63、72.12、41.96、38.88、71.73;P<0.05),見表2。
圖2 各組大鼠72 h海馬區(qū)組織病理形態(tài)的變化。A~D分別為sham組、SAH模型組、U0126組、Rap組海馬區(qū)神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)變化(H E染色,40×10)
表2 各組海馬區(qū)ERK1/2、Beclin-1、LC3-ⅡmRNA表達(dá)水平比較(n=15,±s)數(shù)
表2 各組海馬區(qū)ERK1/2、Beclin-1、LC3-ⅡmRNA表達(dá)水平比較(n=15,±s)數(shù)
1)與Sham組比較,P<0.05;2)與SAH比較,P<0.05
組別Sham組SAH組U0126組Rap組6h 1.00±0.00 1.83±0.011)1.23±0.022)1.82±0.011)ERK1/2 mRNA Beclin-1 mRNA LC3 mRNA 24h 1.00±0.00 2.82±0.061)1.40±0.022)2.79±0.061)72h 1.00±0.00 1.34±0.041)1.12±0.022)1.32±0.031)6h 1.00±0.00 1.46±0.021)1.22±0.042)1.78±0.022)24h 1.00±0.00 1.76±0.021)1.48±0.062)2.27±0.052)72h 1.00±0.00 1.35±0.02 1.24±0.032)1.86±0.042)6h 1.00±0.00 1.52±0.041)1.34±0.042)1.97±0.062)24h 1.00±0.00 1.89±0.011)1.33±0.022)2.31±0.082)72h 1.00±0.00 1.31±0.04 1.14±0.042)1.85±0.002)
表3 各組海馬區(qū)p-ERK1/2、Beclin-1、LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)水平比較(n=15,±s)
表3 各組海馬區(qū)p-ERK1/2、Beclin-1、LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)水平比較(n=15,±s)
與Sham組比較,P<0.05;2)與SAH比較,P<0.05
組別Sham組SAH組U0126組Rap組p-ERK1/2 Beclin-1 LC3-II 6h 2.48±0.49 9.48±2.561)6.33±2.112)8.96±2.631)24h 2.52±0.55 16.68±4.561)8.52±2.232)15.72±4.701)72h 2.48±0.52 14.60±2.291)7.44±2.112)14.06±2.411)6h 2.49±0.70 9.41±2.581)5.08±2.152)11.24±3.882)24h 2.50±0.67 18.98±3.721)7.44±2.222)22.89±4.552)72h 2.52±0.69 14.22±4.441)10.36±2.962)17.12±4.322)6h 2.44±0.69 7.82±2.331)4.88±1.842)11.88±3.012)24h 2.33±0.63 15.39±4.221)5.77±2.112)19.12±4.442)72h 2.44±0.65 12.25±3.991)9.22±2.772)17.01±3.992)
2.3 各組免疫組織化學(xué)檢測(cè)結(jié)果 磷酸化ERK1/2、Beclin-1、LC3-II陽性表達(dá)主要位于細(xì)胞核,陽性細(xì)胞的胞核可見細(xì)小的棕黃色顆粒(圖3)。與Sham組比較,SAH組各時(shí)間點(diǎn)p-ERK1/2、Beclin-1和LC3-II水平上調(diào) (q值依次為32.85、40.81、61.03,26.72、52.17、33.91,25.12、40.13、31.05,均P<0.05);與 SAH組比較,U0126組中各時(shí)間 p-ERK1/2、Beclin-1和LC3-II持續(xù)減少(q值依次為14.78、23.52、36.05、16.72、36.53、11.19、13.73、29.56、9.59,P<0.05);與SAH組比較,Rap組中p-ERK1/ 2差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(q值依次為2.44、2.77、2.72,P>0.05);Beclin-1和LC3-II水平顯著上調(diào) (q值依次為 7.07、12.38、8.41,18.96、11.46、15.06,P<0.05),見表3。
腦損傷狀態(tài)下,適度自噬激活能夠清除細(xì)胞內(nèi)異常蛋白質(zhì)及受損細(xì)胞器,調(diào)節(jié)能量代謝,減輕細(xì)胞損傷程度,降低神經(jīng)細(xì)胞死亡的發(fā)生率;但過度的自噬可以促進(jìn)Caspase-3裂解,加重神經(jīng)細(xì)胞死亡[5]。ZHAO等[6]通過改良的顱內(nèi)動(dòng)脈穿刺法建立蛛網(wǎng)膜下腔出血模型,應(yīng)用自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤進(jìn)行預(yù)處理處理,發(fā)現(xiàn)腦組織含水量和血腦屏障滲透率進(jìn)一步加劇及神經(jīng)細(xì)胞凋亡,神經(jīng)功能評(píng)分下降。本研究應(yīng)用自噬誘導(dǎo)劑Rap進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)果顯示該組自噬蛋白分子Beclin-1、LC3-II表達(dá)顯著增加,同時(shí)該組神經(jīng)細(xì)胞死亡率顯著降低,提示SAH早期自噬激活有利于神經(jīng)細(xì)胞的存活,與目前報(bào)道結(jié)果相似。
ERK1/2信號(hào)激活在腦損傷中的作用一直存有爭(zhēng)議。Zhao[7]等在糖尿病大鼠腦缺血模型中觀察到,ERK1/2活性降低伴隨DNA依賴蛋白激酶Ku70表達(dá)持續(xù)減少,神經(jīng)細(xì)胞死亡增多現(xiàn)象,有學(xué)者指出,ERK1/2活化是神經(jīng)細(xì)胞耐受缺血缺氧應(yīng)激損傷的核心。但亦有研究指出ERK1/2活化可通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控炎癥因子如腫瘤壞死因子-α,白細(xì)胞介素1β表達(dá)水平,加重腦缺血缺氧造成的炎癥反應(yīng)和腦水腫[8]。本研究結(jié)果顯示與SAH組比較,U0126組ERK1/2mRNA、Beclin-1mRNA、LC3mRNA減少、磷酸化ERK1/2、Beclin-1、LC3-II免疫陽性染色降低,神經(jīng)細(xì)胞死亡率增加;而Rap組ERK1/2變化不明顯,這一方面說明SAH早期ERK1/2活化對(duì)神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù)作用,同時(shí)也提示作為自噬激活的上游通路,ERK1/2活化可調(diào)控自噬的激活,ERK1/2活性降低導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞自噬不足,而導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞丟失嚴(yán)重。目前關(guān)于ERK1/ 2信號(hào)和自噬關(guān)系的研究主要來自體外的實(shí)驗(yàn)研究,如用氧化應(yīng)激誘導(dǎo)劑VK3誘導(dǎo)Hela細(xì)胞自噬,ERK1/2激活,U0126可阻斷該過程中LC3-II的表達(dá)[9]。近期李冉[10]等采用非開顱血管內(nèi)穿線法制備小鼠SAH模型,觀察到代謝型谷氨酸受體1選擇性拮抗劑可降低海馬區(qū)Beclin-1、LC3-II表達(dá),且這種變化過程中伴隨ERK1/2活性的改變,亦從側(cè)面提示SAH后ERK1/2信號(hào)激活與神經(jīng)細(xì)胞自噬有關(guān)。
圖3 各組大鼠24h海馬磷酸化ERK1/2、Becl i n-1和LC3-II免疫組織化學(xué)結(jié)果。A1~D1:分別為sham組、SAH組、U0126組、Rap組海馬區(qū)磷酸化ERK1/2免疫組織化學(xué)結(jié)果(40×10);A2~D2:分別為sham組、SAH組、U0126組、Rap組海馬區(qū)Becl i n-1免疫組織化學(xué)結(jié)果(40×10);A3~D3:分別為sham組、SAH組、U0126組、Rap組海馬區(qū)LC3-II免疫組織化學(xué)結(jié)果(40×10)
綜上所述,SAH后ERK1/2信號(hào)通路激活,激活的ERK1/2可通過誘導(dǎo)Beclin-1和LC3-Ⅱ表達(dá)從而參與神經(jīng)細(xì)胞丟失。ERK1/2信號(hào)通路是連接大多數(shù)細(xì)胞外信號(hào)與膜受體、轉(zhuǎn)錄因子和各基因調(diào)節(jié)的中央信號(hào)通路之一,本研究從神經(jīng)細(xì)胞自噬的角度闡明了其在SAH后EBI神經(jīng)細(xì)胞丟失的關(guān)鍵作用,為SAH后EBI的早期干預(yù)提供了一定的理論依據(jù)。
[1]石曉勇,王中,陳罡,等.自噬在大鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血后早期腦損傷中作用的實(shí)驗(yàn)研究 [J].臨床神經(jīng)外科雜志,2015,12 (6):449-452.
[2]YU X,GUAN PP,GUO JW,et al.By suppressing the expression of anterior pharynx-defective-1α and-1β and inhibiting the aggregation of β-amyloid protein,magnesium ions inhibit the cognitive decline of amyloid precursor protein/presenilin 1 transgenic mice[J].FASEB J,2015,29(12):5044-5058.
[3]FU P,HU Q.3,4-Dihydroxyphenylethanol alleviates early brain injury by modulating oxidative stress and Akt and nuclear factor-κB pathways in a rat model of subarachnoid hemorrhage [J].Exp Ther Med,2016,11(5):1999-2004.
[4]黃偉,朱繼,熊海兵,等.腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子經(jīng)Akt/eNOS通路在大鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血后早期腦損傷中的表達(dá)[J].中國(guó)神經(jīng)精神疾病雜志,2013,39(5):300-303.
[5]CAO J,XIE H,SUN Y,et al.Sevoflurane post-conditioning reduces rat myocardial ischemia reperfusion injury through an increase in NOS and a decrease in phopshorylated NHE1 levels [J].Int J Mol Med,2015,36(6):1529-1537.
[6]ZHAO H,JI Z,TANG D,et al.Role of autophagy in early brain injury after subarachnoid hemorrhage in rats[J].Mol Biol Rep, 2013,40(2):819-827.
[7]ZHAO Y,LI J,TANG Q,et al.Regulation of extracellular signal-regulated kinase 1/2 influences hippocampal neuronal survival in a rat[J].Neural Regen Res,2014,9(7):749-756.
[8]KONG L,LIU J,WANG J,et al.Icariin inhibits TNF-α/IFN-γ induced inflammatory response via inhibition of the substance P and p38-MAPK signaling pathway in human keratinocytes[J]. Int Immunopharmacol,2015,29(2):401-407.
[9]于春艷,劉希,于春榮,等.維生素K3誘導(dǎo)氧化應(yīng)激經(jīng)ERK信號(hào)途徑介導(dǎo)HeLa細(xì)胞發(fā)生自噬[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2014,40(2):229-232.
[10]李冉,劉江,徐愛軍,等.小鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血后海馬CA1區(qū)mGluR1和ERK1/2的表達(dá)變化[J].神經(jīng)解剖學(xué)雜志,2012,28 (1):49-54.
The activation of extracellular regulated protein kinase 1/2 induces neuron autophagy in the hippocampousin a rat model of subarachnoid hemorrhage.
ZHAO Yaning,SUN Zhumei,LIU Junjie,LI Janmin,XUE Chengjing,CHEN Changxiang.The North China University of science and technology,college of Nursing and Rehabilitation,Hebei 063000,China.Tel:0315-3725385
Objective To investigate the relationship of extracellular regulated protein kinases activation and neural cells autophagy in rats after subarachnoid hemorrhage.Methods One hundred twenty male SD rats were ran-domly divided into sham operated group,SAH group,ERK1/2 inhibitor U0126 group,autophagy inducer rapamycin (Rap)group.The animal models were established by injecting the autologous blood into cisterna magna twice.U0126 (5μg/μL)and Rap (10nmol/μL)were injected into lateral ventricles in U0126 group and Rap group 30min before SAH.The morphology of hippocampal nerve cells were examined by using light microscopy.The expression levels of phosphorylated ERK1/2(p-ERK1/2),ERK1/2mRNA and autophagy markers(Beclin-1and Beclin-1 mRNA、LC3-Ⅱand LC3mRNA)in the hippocampus were detected by using immunohistochemistry and real-time fluorescence quantitative PCR.Result Compared with sham group,the rate of dead nerve cells,the mRNA levels of ERK1/2,Beclin-1 and LC3 as well as the levels of the p-ERK1/2,Beclin-1 and LC3-II increased in SAH group(P<0.05).Compared with SAH group,the rate of dead nerve cells increased(P<0.05),the ERK1/2 mRNA,Beclin-1 mRNA and LC3 mRNA,and p-ERK1/2,Beclin-1andLC3-II in U0126 group decreased(P<0.05);the rate of dead nerve cells decreased (P<0.05),the Beclin-1 mRNA and LC3 mRNA,the Beclin-1and LC3-II level increased in Rap group(P<0.05),but ERK1/2 mRNA and p-ERK1/2 remained unchanged(P>0.05).Conclusion Activation of the ERK1/2 signaling pathway after SAH,can induce nerve cells death by increasing Beclin-1 and LC3-II expressions.
Subarachnoid hemorrhage Extracellular regulated protein kinases Autophagy Microtubule-associated protein 1
R651.1
A
2016-11-16)
(責(zé)任編輯:甘章平)
10.3969/j.issn.1002-0152.2017.02.010
☆河北省衛(wèi)生廳重點(diǎn)醫(yī)學(xué)項(xiàng)目(編號(hào):zd2013087);唐山市科技局課題(編號(hào):14130220B)
* 華北理工大學(xué)護(hù)理與康復(fù)學(xué)院(唐山 063000)
△華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科