过氧化物酶体增殖物激活受体γ及其基因多态性与脑梗死的相关性研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tangwu2007
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目的:脑梗死(ischemic stroke,IS)是继恶性肿瘤、心脏病之后,导致全球人口死亡的三大原因之一。IS患者由于接受溶栓治疗或栓子自发向远端推移而出现缺血后的再灌注进一步加重了缺血后的脑损伤。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARγ)激动剂在脑缺血再灌注损伤中通过减少细胞凋亡及减少脑梗死体积等有效发挥脑保护作用。熊果酸(ursolicAcid,UA)作为PPARγ激动剂在过敏性哮喘中发挥抗炎作用,如若其能在脑缺血再灌注损伤过程中影响PPARγ的激活进而调控炎症因子水平,将有望为IS药物治疗提供新的思路。同时,PPARγ基因上的单核苷酸多态性(single nucleotidepolymorphism,SNP)rs1801282和rs3856806是重要的功能性SNP,可以通过影响血清PPARγ水平进一步调节患者血糖及血脂水平,增加罹患动脉粥样硬化相关疾病的危险。  本研究通过大鼠大脑中动脉闭塞及再灌注(middle cerebral artery occasion andreperfusion,MCAO/R)模型和IS患者临床实验研究PPARγ在IS急性期的作用及其分子机制并探讨PPARγ基因多态性和中国人群IS的相关性。  研究方法:1、动物实验:250-280g清洁级健康雄性成年SD大鼠162只,参考Longa的线栓法制备MCAO/R模型,假手术组不插入线栓,其余操作相同。UA处理组于缺血再灌注后0h、24h以及47.5h给予对应剂量的UA灌胃。BADGE与UA联合处理组于缺血再灌注后0h、24h以及47.5h后以UA灌胃及BADGE30mg/kg腹腔注射。再灌注后动物苏醒时以及48h后处死前根据Longa的5级标准评分法评分。模型成功48h后,行TTC染色计算脑梗死体积;尼氏染色及免疫组化染色检测PPARγ、MMP-2、MMP-9、TIMP-1;ELISA检测TNF-α、IL-1β、IL-6,Western blot检测PPARγ、MMP-2、MMP-9、TIMP-1及NFκB和MAPK信号通路相关蛋白。采用SPSS20.0统计软件进行统计分析。显著性水平α=0.05。2、临床实验:收集中国医科大学附属第一医院神经内科住院的IS患者895例以及中国医科大学附属第一医院体检中心的健康体检者883例。收集临床资料并留取病例组及体检者的外周静脉血,提取基因组DNA,利用SNaPshot技术进行PPARγ基因多态性位点(rs1801282及rs3856806)分型。运用SPSS20.0进行统计学分析。P<0.05被认为有明显统计学意义。  结果:1、动物实验:1)各组大鼠神经功能损伤比较:再灌注48 h后,缺血再灌注组神经功能缺损评分明显高于假手术组(P<0.01)。应用UA干预后大鼠的神经功能缺损评分明显改善(P<0.01),联合应用BADGE后,大鼠的神经功能缺损评分较单一应用UA组有明显差异(P<0.05),但较缺血再灌注组仍有明显降低(P<0.05)。2)各组大鼠脑梗死体积比较:与缺血再灌注组相比,应用UA可以明显减少大鼠梗死体积(P<0.01),联合应用BADGE后,大鼠的脑梗死体积较单一应用UA组有明显差异(P<0.05),但较缺血再灌注组仍有明显减小(P<0.05)。3)各组大鼠神经组织形态学比较:再灌注48h后,缺血再灌注组梗死区域尼氏染色可见完整神经元个数较假手术组明显减少(P<0.01),应用UA干预后大鼠梗死区域内完整神经元个数明显增多(P<0.01);联合应用BADGE后,完整神经元个数较单一应用UA组有明显差异(P<0.05),但较缺血再灌注组仍有明显增加(P<0.05)。4)各组大鼠脑组织中PPARγ表达水平比较:免疫组化及Western blot结果显示与假手术组比较,缺血再灌注组脑组织内的PPARγ功能及蛋白表达下降(P<0.01)。UA干预组PPARγ功能及蛋白表达显著增高(P<0.01)。联合应用BADGE后,PPARγ功能及蛋白表达与缺血再灌注组比较没有显著差异(P>0.05)。5)各组大鼠梗死脑组织中TNF-α、IL-1β、IL6的水平比较:ELISA结果显示与假手术组比较,缺血再灌注组梗死脑组织内的TNF-α、IL-1β、IL-6的水平显著增高(P<0.01)。与缺血再灌注组相比,UA干预组梗死脑组织内的TNF-α、IL-1β、IL-6水平显著降低(5mg/kg组:P<0.05;10mg/kg组及20mg/kg组:P<0.01)。联合应用BADGE后,梗死脑组织内的TNF-α、IL-1β、IL-6水平较单一应用UA组有明显差异(P<0.05),但与缺血再灌注组比较没有显著差异(P>0.05)。6)各组大鼠梗死脑组织中MMP-2、MMP-9及TIMP-1的表达水平比较:免疫组化与Western blot结果显示与假手术组比较,缺血再灌注组梗死脑组织内的MMP-2、MMP-9的蛋白表达增高(P<0.01),MMP-9的功能也增强(P<0.01)。与缺血再灌注组相比,UA干预组MMP-2、MMP-9的蛋白表达显著降低(P<0.01),MMP-9的功能也减弱P<0.01)。联合应用BADGE后,MMP-2、MMP-9的蛋白表达及MMP-9的功能与仅应用UA组比较有明显差异(P<0.01),MMP-9的蛋白表达水平及功能较缺血再灌注组仍有明显降低(P<0.05)。免疫组化与Western blot结果显示与假手术组比较,缺血再灌注组梗死脑组织内的TIMP-1的蛋白表达降低(P<0.01)。与缺血再灌注组相比,UA干预组TIMP-1的蛋白表达显著增高(P<0.01)。联合应用BADGE后,TIMP-1的蛋白表达与仅应用UA组比较有明显差异(P<0.01),较缺血再灌注组仍有明显增高(P<0.05)。7)各组大鼠IS组织中MAPK信号通路相关蛋白: Western blot结果显示与假手术组比较,缺血再灌注组梗死脑组织内的ERK1/2、p38 MAPK、JNK磷酸化水平增高(P<0.01)。与缺血再灌注组相比,UA干预组ERK1/2、p38 MAPK、JNK磷酸化水平下降(P<0.01)。联合应用BADGE后,ERK1/2、p38 MAPK、JNK磷酸化水平较仅应用UA组有明显差异(P<0.01),但较缺血再灌注组仍有明显增加(P<0.01)。8)各组大鼠肺组织中NFκB信号通路相关蛋白:Western blot结果显示与假手术组比较,缺血再灌注组梗死脑组织内的NFκB、IκB磷酸化水平增加(P<0.01);与缺血再灌注组相比,UA干预组NFκB、IκB磷酸化水平下降(P<0.01)。联合应用BADGE后,NFκdB、IκB磷酸化水平较仅应用UA组有明显差异(P<0.01),但较缺血再灌注组仍有明显增加(P<0.01)。  2、临床实验:1)所有研究对象的2个SNPs基因型在抽样群体中的分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。2)PPARγ基因rs1801282位点多态性在IS与对照组的频率分布:G等位基因频率在病例组明显高于对照组(P<0.001)。携带G等位基因的个体发生IS的危险经过Logistic回归分析校正各种混杂因素后仍有统计学差异,发病危险度增加到1.844倍(OR=1.844,95%CI:1.286-2.645; P<0.001)。PPARγ基因rs3856806与对照组的频率分布:T位基因频率在病例组明显高于对照组(P=0.010)。携带T等位基因的个体发生IS的危险经过Logistic回归分析校正各种混杂因素后仍有统计学差异,发病危险度增加到1.366倍(OR=1.366,95%CI:1.077-1.733; P=0.010)。3)PPARγ基因单倍型rs1801282-rs3856806的单倍型在对照组与IS组中的分布频率:G-T单倍型IS组中的分布频率明显高于对照组,携带G-T单倍型的个体,患IS的风险率增加至2.953倍(OR=2.953;95%CI:2.082-4.190;P<0.001)。4) PPARγ基因rs1801282的G等位基因及rs3856806的T等位基因对IS存在相乘交互作用(OR=3.404;95%CI:1.631-7.102; P<0.001)及相加交互作用(RERI=41.705;95%CI:14.586-68.824; AP=0.860;95%CI:0.779-0.940; S=8.170;95%CI:3.772-17.697),此时为协同作用。全部IS病例中归因于rs1801282的G等位基因及rs3856806的T等位基因交互作用引起的病例占86.0%。5)PPARγ基因rs1801282的G等位基因的对IS的作用在rs3856806的T等位基因存在下有所增强(OR=8.001 vs OR=1.844),rs3856806的T等位基因的对IS的作用在rs1801282的G等位基因存在下也有所增强(OR=2.546 vs OR=1.366)。  结论:1、MCAO/R模型显示PPARγ的表达下调伴功能减弱,UA通过激活PPARγ调节MCAO/R的大鼠脑组织内金属蛋白酶失衡,减轻MCAO/R诱导的脑炎症损伤,其可能机制是通过抑制NFκB及MAPK通路的磷酸化来实现其神经保护作用。2、PPARγ基因rs1801282的G等位基因及rs3856806的T等位基因可能是中国北方汉族人群患IS的独立危险因素,并且两等位基因间存在协同作用。
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