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目的:胶质瘤约占中枢神经系统(central nervous system,CNS)恶性肿瘤的80%,治疗胶质瘤的标准方法包括手术切除及术后放疗。胶质瘤治疗后预后往往较差,为改善患者预后,选择不加重甚至能够逆转胶质瘤增殖侵袭趋势的麻醉药十分重要。氧化应激在肿瘤血管生成和癌症进展中起关键作用,可促进肿瘤发生发展。金属离子代谢失调加重肿瘤氧化应激,如Fe2+细胞内水平过高可导致氧化应激和蛋白质聚集,甚至造成神经元死亡。二价金属转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)是机体内主要的Fe2+转运体,负责调节细胞内外铁代谢。丙泊酚是目前临床上常用的镇静及全麻药物,具有抗肿瘤和抗氧化作用。DMT1受神经元中N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-asparticacid,NMDA)受体调节,但神经胶质瘤细胞主要表达的谷氨酸(glutamate,Glu)受体为α-氨基-3-羟基-5-甲基异恶唑-4-丙酸(α-amino-3-hydroxyl-5-methylisoxazole-4-propionic acid,AMPA)受体。胶质瘤细胞中的AMPA受体缺乏GluR2,表现为对Ca2+通透,即表达 Ca2+通透性 AMPA 受体(Ca2+ permeable AMPA receptors,CPARs)。CPARs介导的Ca2+内流引起细胞内ROS上调,从而加重肿瘤细胞氧化应激。本研究目的为从胶质瘤氧化应激角度出发,研究丙泊酚对其增殖侵袭的影响,并深入探索该作用分子机制,即CPARs与DMT1的上下游关系。方法:本研究共分三部分,第一部分:探究丙泊酚对在体大鼠脑胶质瘤侵袭增殖的影响,宏观观察丙泊酚的抗肿瘤作用。实验选用成年健康雄性Wistar大鼠,随机分为4组(n=30/组):假手术组(S组),胶质瘤模型组(G组),丙泊酚输注剂量20 mg·kg-1 · h-1组(P1组)和丙泊酚输注剂量40 mg·kg-1 · h-1组(P2组)。应用脑立体定位仪将C6脑胶质瘤细胞注射到大鼠脑内尾状核区,建立脑胶质瘤动物模型。模型建立后10 d,对两丙泊酚输注组分别按照20 mg.kg-1·h-1或40 mg·kg-1·h-1速度经大鼠尾静脉输注6h。造模后18d观察下列指标:胶质瘤称重;应用HE染色、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)免疫组化检测胶质瘤模型建立情况;Western blot分别测定胶质瘤边缘区(瘤周2 mm范围内)和核心区VEGF表达;免疫荧光检测表达GFAP胶质瘤细胞表达MMP-2、MMP-9的阳性个数;透射电镜下观察血瘤屏障结构变化情况。第二部分:从氧化应激角度研究丙泊酚对胶质瘤GluR2和DMT1的影响。分组与第一部分相同(n=18/组),将建立大鼠脑胶质瘤模型后10d,按组别输注丙泊酚6h,造模后18 d分别取大鼠胶质瘤边缘区及核心区组织,Western blot测定GluR2表达量;免疫荧光观察DMT1表达阳性的胶质瘤细胞个数;取各组大鼠脑脊液,应用谷胱甘肽检测分析试剂盒检测谷胱甘肽含量。第三部分:应用AMPA受体激动剂(R,S)-AMPA处理离体胶质瘤细胞,探究GluR2-DMT1通路上下游关系,及丙泊酚对该通路的作用。将培养细胞随机分为6组:胶质瘤组(G组),丙泊酚处理浓度1.2 μg/mL组(P1组)和丙泊酚处理浓度4.4μg/mL组(P2组),CPARs激动剂(R,S)-AMPA处理胶质瘤细胞组(A+G组),CPARs激动剂(R,S)-AMPA与丙泊酚1.2 μg/mL共同处理组(A+P1组),(R,S)-AMPA与丙泊酚4.4μg/mL共同处理组(A+P2组)。应用免疫荧光检测各组胶质瘤细胞DMT1表达量,ROS检测试剂盒检测胶质瘤细胞ROS产生水平,流式细胞仪分析丙泊酚或(R,S)-AMPA处理后胶质瘤细胞周期。结果:第一部分,HE染色观察到胶质瘤大体结构,免疫组化检测胶质瘤GFAP表达阳性,证实大鼠C6胶质瘤模型建立成功;与G组相比,输注丙泊酚能够使胶质瘤重量下降(P<0.01);与S组相比,荷瘤组(G组、P1组和P2组)大鼠VEGF表达量明显升高(P<0.01),丙泊酚抑制胶质瘤VEGF表达(P<0.01),且在边缘区作用更明显;丙泊酚处理后免疫荧光MMP-2和MMP-9表达趋势与VEGF相似,P1组与P2组间无统计学差异;透射电镜下观察到丙泊酚输注可降低胶质瘤血瘤屏障受胶质瘤细胞侵袭的破坏程度,维持血瘤屏障结构和功能的完整性。第二部分:GluR2与DMT1受丙泊酚影响表达变化趋势相反,相较于S组,GluR2在G组表达量明显降低(P<0.01),P1、P2组GluR2水平升高(P<0.01),说明在丙泊酚作用下胶质瘤CPARs表达降低;丙泊酚输注组(P1组和P2组)与G组相比,DMT1表达和谷胱甘肽含量均受抑制出现下降(P<0.05)。第三部分:丙泊酚处理胶质瘤细胞可导致DMT1表达和ROS水平出现明显下降(P<0.01),抑制胶质瘤细胞氧化应激,并使其细胞周期停滞于G1期;应用AMPA受体激动剂(R,S)-AMPA可翻转丙泊酚抑制作用(P<0.01),说明DMT1是CPARs下游调控靶点。结论:丙泊酚通过调控胶质瘤CPARs-DMT1通路,改善其氧化应激状态,抑制肿瘤增殖侵袭,表现抗肿瘤脑保护作用。