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目的:通过观察美满霉素对大鼠缺血再灌注脑损伤后神经功能损伤、大脑海马CA1区细胞凋亡和对Caspase-3和PARP-1蛋白表达的影响,探讨美满霉素对缺血性脑损伤的保护作用。
方法:健康雄性SD大鼠108只,随机分为假手术组(n=36)、缺血再灌注模型组(n=36)和美满霉素治疗组(n=36)。美满霉素治疗组根据用药时间不同分为24h组(n=18)和72h组(n=18),假手术组和模型组也同样各分为24h组(n=18)和72h组(n=18)。除假手术组外,其余各组采用线栓法制作缺血再灌注模型。美满霉素治疗组是在大鼠缺血再灌注后,立即腹腔注射美满霉素(45mg/kg),之后按每隔12h腹腔注射(22.5mg/kg),以稳定体内血药浓度,直至处死。假手术组和缺血再灌注模型组同时间行等剂量生理盐水注射。大鼠苏醒后立即对其进行大鼠神经病学评分;用水迷宫测试、跳台实验观察大鼠的学习和记忆功能的变化;TTC染色法观察大鼠脑缺血再灌注后脑梗塞体积的变化;HE染色进行组织学观察;TUNEL染色观察细胞凋亡的情况;免疫组化和Western blot检测大鼠海马区PARP-1和Caspase-3蛋白的表达变化。
结果:(1)在注射药品之前,通过神经病学评分,假手术组:全部为0分。缺血再灌注模型组:2.25±0.44分。做缺血再灌注模型的大鼠出现明显的神经功能的症状。(2)通过水迷宫测试发现,治疗1天和3天的假手术组的逃避潜伏期(秒)为61.5±10.6和65.5±11.2;治疗1天和3天的缺血再灌注模型组的逃避潜伏期(秒)为161.7±7.0和140.8±7.8;治疗1天和3天的美满霉素治疗组的逃避潜伏期(秒)为120.7±9.2和97.3±6.6。美满霉素治疗组与缺血再灌注模型组相比,逃避潜伏期明显缩短(P<0.05)。(3)通过跳台实验表明,治疗1天和3天的假手术组的记忆潜伏期(秒)为241.3±22.5和218.0±25.8,错误次数为3.3±1.8和3.7±1.4;治疗1天和3天的缺血再灌注模型组的记忆潜伏期(秒)为81.5±13.4和86.8±14.1,错误次数为9.0±1.8和8.0±1.8;治疗1天和3天的美满霉素治疗组的记忆潜伏期(秒)为166.0±17.8和125.2±13.8,错误次数为6.0±1.4和5.2±2.1。美满霉素治疗组与缺血再灌注模型组相比,潜伏期明显延长,错误次数减少,有显著差异(P<0.05)。(4)TTC检测发现,治疗1天和3天的假手术组的梗塞体积(mm3)都是0;治疗1天和3天的缺血再灌注模型组的梗塞体积(mm3)为0.29±0.02和0.25±0.01;治疗1天和3天的美满霉素治疗组的梗塞体积(mm3)为0.15±0.01和0.13±0.01。美满霉素治疗组的脑梗塞体积与缺血再灌注模型组相比,梗塞体积明显减少(P<0.05)。(5)HE染色发现,美满霉素治疗组大鼠海马CA1区的神经元与缺血再灌注模型组相比,数量明显增多。(6)通过TUNEL检测发现,治疗1天和3天的假手术组的凋亡系数(%)为1.73±0.62和2.37±0.51;治疗1天和3天的缺血再灌注模型组的凋亡系数(%)为55.43±0.62和46.10±1.99;治疗1天和3天的美满霉素治疗组的凋亡系数(%)为22.67±2.43和15.63±1.30。美满霉素治疗组的大鼠海马CA1区的凋亡细胞与缺血再灌注模型组相比,明显减少,有显著差异(P<0.05)。(7)免疫组织化学检测发现,美满霉素治疗组大鼠海马CA1区的Caspase-3和PARP-1蛋白的表达与缺血再灌注模型组相比,明显减少。(8)通过Western blot检测Caspase-3蛋白发现,治疗1天和3天的假手术组的灰度值为0.38±0.07和0.23±0.04;治疗1天和3天的缺血再灌注模型组的灰度值为0.71±0.04和0.76±0.04;治疗1天和3天的美满霉素治疗组的灰度值为0.47±0.02和0.38±0.02。检测PARP-1蛋白发现,治疗1天和3天的假手术组的灰度值为0.49±0.07和0.45±0.04;治疗1天和3天的缺血再灌注模型组的灰度值为1.49±0.03和1.56±0.06;治疗1天和3天的美满霉素治疗组的灰度值为0.81±0.38和0.94±0.10。美满霉素治疗组大鼠海马区的Caspase-3和PARP-1蛋白的表达与缺血再灌注模型组相比,蛋白表达量明显减少(P<0.05)。
结论:美满霉素对缺血性脑损伤具有一定的保护作用,其机制可能与抑制caspase-3和PARP-1蛋白的表达有关。