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目的:1.观察大豆异黄酮(soybean isoflavone,SI)对大鼠全脑缺血再灌注损伤后神经细胞凋亡的影响。2.探讨SI对脑缺血再灌注损伤保护作用的机制。 方法:成年Sprague-Dawley大鼠60只,雄,随机分为3组:假手术组(Sham group),缺血再灌组(IR group),大豆异黄酮预处理组(SI group),每组20只。大豆异黄酮预处理组给予SI120 mg/kg连续灌胃三周,其他两组用等体积的0.9%生理盐水连续灌胃三周,第22天进行手术。阻断三血管建立全脑缺血再灌注损伤模型,假手术组不予缺血;另外两组缺血1 h后再灌1 h,缺血再灌注过程中动态监测脑电图变化。光镜下观察各组脑皮层及海马组织形态的病理变化,透射电镜观察各组海马CA1区神经细胞超微结构的改变。流式细胞术测定神经细胞凋亡率。生化检测皮层脑组织Ca2+-Mg2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性。用RT-PCR法检测皮层脑组织中bcl-2 mRNA、bax mRNA表达。免疫组织化学法测定脑组织中Caspase-3的表达。 结果:1、光镜下病理学改变:Sham组脑组织神经细胞数目基本正常,形态正常,胞体饱满,胞浆淡染,核仁明显。IR组脑组织损伤严重,脑组织正常结构消失,神经细胞及胶质细胞均肿胀,变性坏死,胞膜不清,胞核固缩,间质水肿明显,细胞及血管周围间隙增大。SI组病变轻微,多数细胞保存完好,神经细胞及间质细胞仅有轻微水肿,核仁清晰可见,胞膜完整。2、透射电镜下病理学改变:Sham组神经细胞双层核膜清楚完整,染色质分布均匀,线粒体嵴清晰可见,粗面内质网无扩张。IR组神经细胞水肿,细胞核内染色质边集、分布不均,双层结构的核膜破坏,线粒体嵴消失、肿胀、空泡化,结构破坏,不完整,粗面内质网扩张明显,核糖体数量明显减少。SI组细胞轻度水肿,结构完整,少数线粒体肿胀,嵴突少许破坏,粗面内质网无明显扩张。3、流式细胞术测定凋亡率:各组均收集10000个细胞,IR组细胞凋亡率明显高于Sham组;SI组细胞凋亡率明显低于IR组,各组间差异显著(P<0.05)。4、生化检测结果显示:IR组Ca2+-Mg2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性明显低于Sham组;SI组Ca2+-Mg2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性显著高于IR组,各组间差异显著(P<0.05)。5、半定量RT-PCR检测结果显示:Sham组脑组织bcl-2 mRNA, bax mRNA表达较低;IR组bcl-2mRNA表达略增高、bax mRNA表达显著高于Sham组,而bcl-2/bax比值显著低于Sham组;SI组bcl-2 mRNA表达高于IR组, bax mRNA表达较IR组相比明显降低,而bcl-2/bax比值显著高于IR组。各组间差异显著(P<0.05)。6、免疫组化检测结果显示:Sham组仅见少量的胞浆淡染呈棕黄色Caspase-3阳性细胞表达;而IR组,Caspase-3阳性细胞表达呈强阳性且阳性细胞数目明显增加;SI组Caspase-3阳性细胞的染色及数目明显低于IR组。各组间差异显著(P<0.05)。 结论:1、大鼠全脑缺血再灌注损伤时Ca2+-Mg2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性降低;促凋亡基因bax mRNA表达升高而抑凋亡基因bcl-2 mRNA降低;Caspase-3蛋白表达增高。 2、大豆异黄酮可减轻大鼠全脑缺血再灌注损伤而发挥神经保护作用 3、大豆异黄酮神经保护的机理可能有: 1)提高Ca2+-Mg2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性,调节细胞内外的离子平衡,是减轻细胞内钙超载的因素之一。 2)通过上调抑凋亡基因bcl-2,下调促凋亡基因bax,及增加bcl-2/bax比值。 3)间接调控Caspase-3的表达而抑制神经细胞凋亡。