HIF-1α和細(xì)胞紅蛋白在低壓缺氧大鼠腦組織中的表達(dá)和意義.pdf

1、目的：本實(shí)驗(yàn)通過建立大鼠低壓缺氧損傷模型，采用RT-PCR和免疫熒光組織化學(xué)技術(shù)，研究低壓缺氧性腦損傷后缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)和細(xì)胞紅蛋白(Cygb)在腦組織海馬區(qū)的表達(dá)部位及時(shí)序性變化特點(diǎn)，探討它們之間的相互關(guān)系以及在低壓缺氧性腦損傷中的作用。 方法：選用清潔級(jí)成年雄性SD大鼠60只，體重280～320克。隨機(jī)分為對(duì)照組及低壓缺氧6h、12h、18h和24h組。建立大鼠低壓缺氧損傷模型：H.E、甲苯胺蘭染色觀察腦組

2、織形態(tài)學(xué)改變；物理方法檢測(cè)腦含水量；生化手段檢測(cè)腦組織SOD、CAT、NOS活性及MDA、NO含量。應(yīng)用RT-PCR技術(shù)檢測(cè)大鼠腦海馬區(qū)HIF-1α和Cygb mRNA表達(dá)水平。采用免疫熒光雙標(biāo)記技術(shù)，利用激光共聚焦顯微鏡，觀察低壓缺氧腦損傷后HIF-1 α和Cygb在大鼠海馬各區(qū)神經(jīng)細(xì)胞中的定位及時(shí)序性變化特點(diǎn)。 結(jié)果： 1. 低壓缺氧損傷后腦組織形態(tài)學(xué)改變：腦冠狀切片H.E染色可見海馬CA1區(qū)對(duì)低壓缺氧最為敏感。低壓

3、缺氧6h組CA1區(qū)大部分神經(jīng)細(xì)胞胞體縮小，胞核固縮，核仁消失，胞漿深染，同質(zhì)性嗜酸性著色(紅色神經(jīng)細(xì)胞)；海馬CA2、CA3、CA4區(qū)以細(xì)胞水腫為主，神經(jīng)細(xì)胞胞體腫脹，胞漿不規(guī)則淡染，胞核腫大淡染或消失。低壓缺氧12h、18h和24h組海馬各區(qū)細(xì)胞均以壞死和凋亡為主；隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)損傷逐漸加重。可見大部分細(xì)胞皺縮變形，胞漿深染，核碎裂及核溶解，間質(zhì)中充滿細(xì)胞碎片和凋亡小體。對(duì)照組甲苯胺蘭染色后神經(jīng)細(xì)胞胞核呈淡藍(lán)色，胞漿可見大量深藍(lán)

4、色粗顆粒狀Nissl體。各低壓缺氧組H.E染色中所見的紅色神經(jīng)細(xì)胞，甲苯胺蘭染色呈均一深藍(lán)色，Nissl體消失；H.E染色胞體腫脹、胞漿淡染細(xì)胞，甲苯胺蘭染色整個(gè)細(xì)胞呈淡藍(lán)色，Nissl體減少或消失。 2. 腦含水量檢測(cè)結(jié)果：各低壓缺氧組腦含水量隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，與對(duì)照組相比均有顯著差異(P<0.01)。 3. 生化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果：各低壓缺氧組腦組織中SOD、CAT活性隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，與對(duì)照組

5、相比均有顯著差異(P<0.01)；與對(duì)照組相比，各低壓缺氧組腦組織NOS活性均明顯升高(P<0.01)。與對(duì)照組相比，低壓缺氧12h組MDA含量才出現(xiàn)明顯增加(P<0.05)；18h、24h組MDA含量顯著增加(P<0.01)，隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸增加趨勢(shì)。與對(duì)照組相比，NO含量也隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，除低壓缺氧6h組外，其余各組NO含量均與對(duì)照組有顯著差異(P<0.01)。 4. RT-PCR結(jié)果： (1

6、)HIF-1 α：對(duì)照組中HIF-1α無表達(dá)，低壓缺氧損傷后出現(xiàn)表達(dá)并隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增高，表現(xiàn)出時(shí)間依賴特點(diǎn)。各低壓缺氧組與對(duì)照組相比均有顯著差異(P<0.01)。 (2)Cygb:對(duì)照組Cygb呈低表達(dá)；與對(duì)照組相比，低壓缺氧6h組(P<0.05)和12h、18h、24h組(P<0.01)Cygb表達(dá)量均顯著增加，并表現(xiàn)出時(shí)間依賴特點(diǎn)。 5. 免疫熒光組織化學(xué)染色結(jié)果：HIF-1α免疫熒光陽性細(xì)胞呈綠色熒光，Cygb

7、免疫熒光陽性細(xì)胞呈紅色熒光，兩者共定位顯示黃色熒光。對(duì)照組海馬各區(qū)均未見HIF-1α陽性表達(dá)；Cygb陽性信號(hào)出現(xiàn)在部分海馬錐形細(xì)胞胞漿及胞核，主要聚集于核膜和核仁周圍，海馬各區(qū)均有表達(dá)。低壓缺氧6h組海馬各區(qū)部分錐形細(xì)胞胞漿出現(xiàn)HIF-1 α陽性表達(dá)；Cygb表達(dá)增加，軸突及樹突中也出現(xiàn)陽性信號(hào)。低壓缺氧12h組海馬區(qū)大部分細(xì)胞皺縮變形，胞核固縮或破裂；胞漿及胞核區(qū)均可見HIF-1α陽性表達(dá)；Cygb表達(dá)進(jìn)一步增加。18 h和24h組

8、HIF-1 α和Cygb均高表達(dá)；雖然大量錐形細(xì)胞壞死和凋亡，胞核碎裂或溶解，仍可見HIF-1α陽性信號(hào)主要集中于胞核區(qū)；Cygb在胞核區(qū)和胞漿中表達(dá)均顯著增加。 結(jié)論： 1. 形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，低壓缺氧可造成大鼠腦組織海馬區(qū)錐形細(xì)胞損傷，包括細(xì)胞水腫、壞死、凋亡和Nissl體減少或消失；其損傷程度隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)而加重。海馬各區(qū)損傷程度不同，CA1區(qū)對(duì)低壓缺氧最為敏感，損傷最嚴(yán)重；CA2、CA3、CA4區(qū)損傷依次減輕

9、。 2. 低壓缺氧后大鼠腦含水量增加，出現(xiàn)腦水腫，且腦水腫的嚴(yán)重程度隨低壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇。 3. 低壓缺氧造成大鼠腦組織細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷。SOD和CAT活性降低而MDA蓄積增加；NOS活性升高導(dǎo)致NO含量顯著增加。 4. 正常時(shí)HIF-1 α在海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞中無表達(dá)：低壓缺氧損傷后首先在胞漿出現(xiàn)陽性表達(dá)，隨著低壓缺氧損傷的持續(xù)表達(dá)逐漸增加并出現(xiàn)明顯的胞核聚集趨勢(shì)。提示HIF-1α產(chǎn)生于胞漿，但聚集于胞核內(nèi)作

10、為轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合DNA而起效。 5. 正常時(shí)Cygb在海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的胞核、胞漿均有少量表達(dá)，主要集中于核膜和核仁周圍。隨著低壓缺氧損傷的持續(xù)，Cygb表達(dá)大量增加，其陽性信號(hào)遍布胞體和突起中。Cygb在神經(jīng)細(xì)胞胞漿和胞核中均出現(xiàn)表達(dá)，并隨減壓缺氧時(shí)間的延長(zhǎng)而表達(dá)增加，提示其不僅作為攜氧球蛋白在胞漿中發(fā)揮作用，可能也作為一種核轉(zhuǎn)錄因子起到基因調(diào)控作用。 6. 低壓缺氧后大鼠腦組織海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞中HIF-1 α和Cygb表達(dá)