环氧事酶-2抑制剂对脑外伤小鼠海马TNF-α与IL-1β表达的影响

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zxhdbd
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目的:   脑外伤的病理生理机制复杂,炎症反应是脑外伤后继发性脑损伤的重要组成部分。脑外伤后,炎症反应加剧,IL-1β、TNF-α和IL-6等炎性因子生成增加,导致神经细胞凋亡,从而进一步加重外伤性脑损伤,影响预后。因此,抑制炎症因子生成可对脑外伤起到一定程度的保护作用。   环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)是花生四烯酸(arachidonic acid,AA)代谢、前列腺素(prostaglandin,PG)和血栓素A2(thromboxane A2,TXA2)生物合成过程中重要的限速酶,是诱导性酶,在正常生理状态下几乎不表达或甚少表达,主要表达于炎症细胞,特别是巨噬细胞、单核细胞和滑膜细胞,是对组织缺氧和损伤的反应。近期许多研究表明,脑外伤早期伴随炎症反应的发生,脑组织中COX-2的表达常异常增高,且这种增高状态持续越久,预后越不良,COX-2的大量生成可能是导致患者损伤加剧的重要因素之一,通过抑制COX-2的产生可以为治疗脑创伤早期炎症反应提供新途径,因此,COX-2在脑外伤的病理机制的研究已经成为近阶段的研究热点。   肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)是体内的一个重要炎性因子,由单核-巨噬细胞分泌,能促进中性粒细胞吞噬,杀伤和抑制肿瘤细胞,促进细胞增殖和分化,激发细胞因子网络,继而造成细胞因子的级联反应,进而诱生其他的炎性介质从不同的环节参与炎性反应,引起器官组织损伤,是炎症反应的一个重要启动因子。脑外伤后,TNF-α生成增加,导致神经细胞凋亡,从而进一步加重外伤性脑损伤。但是TNF-α是否参与了COX-2调节的脑外伤病理机制,是一个值得探讨的问题。   白细胞介素-1β(IL-1β)是一种具有多种生物学功能的炎性细胞因子,可引起白细胞的聚集并可刺激白细胞、内皮细胞等表达细胞间粘附分子,介导中性粒细胞的浸润,进而加重损伤区的炎症反应;可诱导TNF-α、IL-6等炎性细胞因子的释放,增加NO的合成和释放。脑外伤后,IL-1β生成增加,导致神经细胞凋亡,从而进一步加重外伤性脑损伤。这都提示着IL-1β在脑外伤发病中有着重要作用,但是IL-1β是否参与了COX-2调节的脑外伤病理机制尚不十分清楚。   本研究通过自由落体法复制闭合性脑外伤小鼠模型,利用免疫组织化学方法和Western blot方法检测脑外伤组、吲哚美辛治疗组和正常组小鼠海马TNF-α和IL-1β的表达量的变化,探讨吲哚美辛能否通过调节炎性因子TNF-α和IL-1β参与脑外伤的病理机制的调节。通过这些问题的解决,我们将进一步清楚COX-2参与脑外伤的病理机制,为寻找新的脑外伤治疗方法提供理论依据。   材料和方法:   一、实验材料   1、实验动物本研究采用雄性BALB/c小鼠90只,由中国医科大学实验动物中心提供,体重在18-25g。   2、主要试剂兔抗小鼠IL-1β抗体,兔抗小鼠TNF-α抗体均购于Sigma公司;辣根过氧化物酶结合羊抗兔免疫球蛋白和SP法免疫组化试剂盒均购于武汉博士德试剂公司;β-actin,辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二次抗体均购于北京中杉公司。   3、主要仪器电热恒温干燥箱;电子分析天平;恒温水浴箱;低温冷冻离心机;紫外分光光度计;通用电泳仪;转印仪;-80度深低温冰箱;恒温冰冻切片机;Motic Images Advanced3.2图象分析系统;   二、实验方法   1、制备小鼠脑外伤模型.采用改良的自由落体法复制闭合性脑外伤小鼠模型。   2、免疫组织化学检测各组小鼠海马TNF-α和IL-1β的表达。   3、Western blot方法检测各组小鼠海马TNF-α和IL-1β的表达。   4、图象分析   Western blot结果用Chemi Imager5500V2.03软件扫描,用Fluor Chen2.0软件定量分析显色带的MOD值。免疫组化结果用Motic Images Advanced3.2实时图象分析系统采集照片并进行定量分析。   5、统计学处理   所有数值均以均数±标准差表示,实验数据采用SPSS18.0统计软件进行分析,组间比较进行t检验。   实验结果:   一、TNF-α   免疫组化方法检测小鼠海马TNF-α蛋白表达时发现,假手术组小鼠海马TNF-α蛋白仅有少量的表达,脑损伤6h小鼠海马TNF-α蛋白表达显著升高,12h表达量最高,3d时略有下降,7d时仍显著高于假手术组,P<0.05;而与相同时间点脑外伤组相比,吲哚美辛治疗组的小鼠海马TNF-α蛋白表达的光密度值显著降低,P<0.05。   Western blot结果分析各组小鼠海马TNF-α蛋白的表达时发现,与假手术组小鼠海马TNF-α蛋白表达与内参照β-actin的光密度比值相比较,6h时间点脑外伤组小鼠海马TNF-α蛋白表达与β-actin的光密度比值显著升高,12h表达量最高,3d时略有下降,7d时仍显著高于假手术组,P<0.05;而与相同时间点脑外伤组相比,吲哚美辛治疗组的小鼠海马TNF-α蛋白表达的光密度值显著降低,P<0.05。   二、IL-1β   免疫组化方法检测小鼠海马IL-1β蛋白表达时发现,假手术组小鼠海马IL-1β蛋白仅有少量的表达,脑损伤6h小鼠海马IL-1β蛋白表达显著升高,3d时表达量最高,7d时仍显著高于假手术组,P<0.05;而与相同时间点脑外伤组相比,吲哚美辛治疗组的小鼠海马IL-1β蛋白表达的光密度值显著降低,P<0.05。   Western blot结果分析各组小鼠海马IL-1β蛋白的表达时发现,与假手术组小鼠海马IL-1β蛋白表达与内参照β-actin的光密度比值相比较,6h时间点脑外伤组小鼠海马IL-1β蛋白表达与β-actin的光密度比值显著升高,3d时表达量最高,7d时仍显著高于假手术组,P<0.05;而与相同时间点脑外伤组相比,吲哚美辛治疗组的小鼠海马IL-1β蛋白表达的光密度值显著降低,P<0.05。   讨论:   在本实验的研究中发现,假手术组小鼠海马炎性因子TNF-α蛋白仅有少量的表达,而在脑损伤后表达迅速增加,脑损伤后6h时,脑损伤组小鼠海马TNF-α蛋白表达已显著升高,12h时,TNF-α蛋白达到峰值,3d时略有下降,到7d时仍显著高于假手术组,P<0.05;而在经腹腔注射吲哚美辛后的6h,脑损伤小鼠海马的TNF-α蛋白的表达开始降低,与脑损伤组相比差异显著,P<0.05,结果提示降低TNF-α蛋白的表达,很可能是吲哚美辛降低脑外伤早期炎症反应的机制之一。而与相同时间点的24h、3d和7d脑外伤组相比较,吲哚美辛治疗组的小鼠海马TNF-α蛋白表达的光密度值依然显著降低,结果提示,吲哚美辛对于脑外伤后7d时的炎症反应依然发挥着作用。   本实验研究还发现,假手术组小鼠海马炎性因子IL-1β蛋白仅有少量的表达,而在脑损伤后表达迅速增加,脑损伤后6h时,脑损伤组小鼠海马IL-1β蛋白表达已显著升高,3d时, IL-1β蛋白达到峰值,到7d时仍显著高于假手术组,P<0.05;而在经腹腔注射吲哚美辛后的6h,脑损伤小鼠海马的IL-1β蛋白的表达开始降低,与脑损伤组相比差异显著,P<0.05,结果提示降低IL-1β蛋白的表达,很可能是吲哚美辛降低脑外伤早期炎症反应的机制之一。而与其他相同时间点的脑外伤组相比较,吲哚美辛治疗组的小鼠海马IL-1β蛋白表达的光密度值依然显著降低,结果提示,吲哚美辛对于脑外伤后7d时的炎症反应依然发挥着作用。   本研究进一步明确了COX-2参与脑外伤的病理机制,为寻找新的治疗脑外伤方法提供理论依据。   结论:   1、吲哚美辛能下调脑外伤小鼠海马TNF-α蛋白的表达,提示吲哚美辛很可能是通过降低炎性因子TNF-α来调节脑外伤早期炎症反应。   2、吲哚美辛能下调脑外伤小鼠海马IL-1β蛋白的表达,提示吲哚美辛很可能是通过降低炎性因子IL-1来调节脑外伤早期炎症反应。
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