電針預處理通過MMP9調節(jié)TJP誘導大鼠腦缺血耐受的研究.pdf

1、背景:
　　根據《2014年中國衛(wèi)生和計劃生育統計年鑒》公布的結果，缺血性腦卒中依然是威脅我國國民健康的主要疾病之一。結合我國現階段醫(yī)療情況，其具有發(fā)病率高、患病率高、致殘率高和死亡率高的特點，給社會造成沉重負擔。而目前臨床對于卒中的治療主要是依靠組織型纖溶酶原激活物(tPA)，但由于嚴格的治療時間窗、出血風險及知情同意等諸多限制，絕大部分患者沒有得到及時有效的治療。因此，研究缺血性卒中發(fā)生機制并尋找新的治療措施成為亟需解決的問題

2、。
　　基質金屬蛋白酶9(MMP9)作為基質金屬蛋白酶(MMPs)超家族的成員之一，目前大量的研究證實其在被激活后通過參與細胞外基質(ECM)的降解過程，與腫瘤細胞的轉移關系密切。在中樞神經系統中MMP9被認為是與腦微血管疾病關系最為密切的酶之一。有動物實驗證實基質金屬蛋白酶抑制劑可逆轉缺血后緊密連接蛋白(TJP)的降解作用，使腦水腫程度明顯減輕。這一結果提示血腦屏障(BBB)組成成分的TJP與MMP9可能存在某種聯系。而另一研究

3、發(fā)現敲除MMP9基因的小鼠，腦缺血后的梗死容積顯著降低。此外，有試驗通過腹腔內注射褪黑素使大鼠缺血再灌注損傷后腦內MMP9的水平明顯降低，BBB破壞較輕，腦水腫程度改善。這一系列結果說明，腦卒中后MMP9水平的升高與活化會促使TJP降解，引起B(yǎng)BB通透性改變導致腦水腫，加重腦組織損傷。而采取有效措施降低卒中后MMP9的表達與活化將有助于減輕TJP降解，從而緩解腦水腫，改善卒中轉歸。
　　中樞神經系統在缺血再灌注損傷后有著錯綜復雜的

4、調控機制，我科多年來致力于電針的腦保護作用研究，本課題組前期的實驗結果證明：電針預處理的神經保護作用與腦組織內 MMP9的水平與活性密切相關[8]。但對這一現象潛在的細胞分子轉導機制尚不清楚，因此進一步探索電針預處理的腦保護機制將有助于發(fā)現新的治療靶點。
　　結合以上研究背景，本實驗利用SD大鼠大腦中動脈阻塞(MCAO)模型，觀察持續(xù)電針預處理后缺血區(qū)腦組織炎癥反應—MMP9表達—TJP完整性—BBB通透性等一系列變化并初步探索其

5、內在機制，希望能夠對電針預處理誘導缺血耐受的機制有更深刻的認識，為針對MMP9治療腦中風帶來新的視角與契機。
　　實驗一、持續(xù)電針預處理對腦缺血再灌注損傷和BBB通透性的影響
　　目的：驗證持續(xù)電針預處理對腦缺血損傷的保護作用；觀察預處理及缺血后BBB通透性和腦水含量變化情況。
　　方法：
　?、俪掷m(xù)電針預處理的神經保護作用
　　健康雄性SD大鼠32只，隨機分4組：假手術組(Sham，n=8)、單純電針預處

6、理組(EA，n=8)、單純缺血再灌注組(MCAO，n=8)及電針預處理復合缺血再灌注組(EA+MCAO，n=8)。MCAO組及EA+MCAO組大鼠行MCAO后2h恢復再灌注，于再灌注后48h進行神經行為學評分并處死取腦行TTC染色檢測梗死容積。
　?、陔娽橆A處理對腦缺血再灌后BBB通透性的影響
　　健康雄性SD大鼠96只，隨機分4組：Sham組(n=24)、EA組(n=24)、MCAO組(n=24)及EA+MCAO組(n=2

7、4)。再將每組隨機分為4個批次，電針預處理5天、缺血2小時、再灌注48小時候后按不同要求取材。分別檢測各組動物伊文斯藍(Evans Blue,EB)在腦實質中的擴散、EB滲透率和腦水含量。其中EB于再灌注后的第46小時經尾靜脈注入。
　　結果：①持續(xù)電針預處理具有誘導腦缺血耐受的作用。與MCAO組相比，EA+MCAO組動物腦梗死容積減少，神經功能學評分有所改善(Ρ<0.05)；②電針預處理減輕了BBB破壞，降低了腦水腫程度。相較于

8、MCAO組，EA+MCAO組動物梗死側腦組織內EB透過則明顯減少(P<0.05)，同時EA+MCAO組大鼠梗死側腦內腦水含量較MCAO組顯著降低(P<0.05)。
　　結論：電針預處理能夠誘導腦缺血耐受，這一作用的發(fā)揮與其保持缺血損傷后BBB完整性關系密切。
　　實驗二、電針預處理對腦缺血再灌注后MMP9表達和活性的影響
　　目的：證實電針預處理能夠通過降低缺血再灌后腦內MMP9的表達水平和活性發(fā)揮腦保護作用。

9、　　方法：健康雄性SD大鼠72只，隨機分為4組(n=18)：Sham組、EA組、MCAO組及EA+MCAO組。于再灌注48h處死，按實驗要求取梗死側及對側腦組織，使用免疫組織化學、免疫蛋白印記及明膠酶譜技術檢測各組大鼠腦組織內MMP9的活性及表達情況。為了排除假陽性，在免疫組織化學方法檢測中另設陰性對照組(Ab-)。結果：免疫組織化學、免疫蛋白印記及明膠酶譜試驗均表明相較于MCAO組，EA+MCAO組大鼠在半暗帶的皮層及紋狀體區(qū)域MMP

10、9的表達明顯減少(P<0.05)，活性明顯降低(P<0.05)。而各組動物非梗死側腦組織內MMP9含量及活性無明顯差異。
　　結論：持續(xù)電針預處理能夠降低缺血再灌注后腦組織內MMP9的水平及活性。
　　實驗三、電針預處理對腦缺血再灌后血腦屏障TJP的影響
　　目的：對血腦屏障TJP水平檢測，證實電針預處理能夠通過降低缺血后MMP9的表達使TJP水解程度減輕，發(fā)揮腦保護效應。
　　方法：健康雄性SD大鼠30只，隨機

11、分為5組(n=6)：Sham組、EA組、MCAO組、EA+MCAO組及MMP9抑制劑復合缺血再灌注組(BB1101+MCAO)。根據分組進行不同處理，其中BB1101+MCAO組于MCAO模型制作前30min腹腔注射BB1101（30mg/kg），再灌注48h后麻醉處死取半暗帶組織。使用Western blot分別檢測各組動物腦內三種緊密連接蛋白(Occludin、Claudin-5、ZO-1)的表達情況。
　　結果：對三種緊密連

12、接蛋白(Claudin-5、Occludin、ZO-1)分別檢測后發(fā)現，與Sham組相比，MCAO組大鼠缺血半暗帶的皮層及紋狀體區(qū)三種蛋白表達明顯下降(P<0.05)；而與MCAO組相比，EA+MCAO組大鼠梗死側大腦皮層及紋狀體區(qū)的TJP水平則出現了顯著升高(P<0.05)；EA+MCAO組與BB-1101+MCAO組大鼠梗死側腦內三種蛋白表達在皮層與紋狀體區(qū)沒有明顯差異性，同時各組大鼠非梗死側腦組織均未檢測到這三種蛋白的明顯變化。<

13、br>　　結論：電針預處理通過抑制腦缺血后MMP9的上調，減輕了TJP水解，發(fā)揮腦保護效應。
　　實驗四、電針預處理對缺血半暗帶區(qū)炎癥水平及NF-κB活性的影響
　　目的：前三部分實驗表明電針預處理能夠通過抑制MMP9表達與活化，減輕TJP水解誘導腦缺血耐受，但其具體調控機制尚不清楚。本實驗從檢測電針預處理后腦缺血組織中的炎癥水平及NF-κB核轉位情況入手，探索電針預處理如何誘導缺血耐受，發(fā)揮神經保護作用。
　　方法：

14、健康雄性SD大鼠36只，隨機分為4組：Sham組(n=6)、EA組(n=6)、MCAO組(n=12)及EA+MCAO組(n=12)。再將MCAO組及EA+MCAO組隨機等分為兩個批次，其中第一批次按分組進行電針預處理5d、缺血2h、再灌注48h后取材，使用ELISA法檢測炎癥因子(IL-1β、IL-10)及髓過氧化物酶(MPO)水平。另一批次與Sham及EA組合并，按分組要求預處理并在缺血2h、再灌注48h后取材，進行核-漿蛋白分離抽提

15、后分別檢測其NF-κB亞基p65的核轉位情況。
　　結果：①運用ELISA的方法檢測不同分組大鼠腦組織中炎癥因子表達水平及活性情況發(fā)現，與MCAO組相比，EA+MCAO組大鼠梗死側腦組織皮層和紋狀體的IL-1β水平明顯降低(P<0.05)而IL-10水平則大幅升高（P<0.05)，同時MPO活性顯著降低（P<0.05)。但兩組大鼠非梗死側腦組織內IL-1β、IL-10水平及MPO活性無明顯差異。②通過核-漿蛋白分離提取和Weste

16、rn blot對大鼠梗死側腦組織不同腦區(qū)的核蛋白及漿蛋白進行檢測。其中核蛋白檢測結果顯示，與Sham組相比，MCAO組大鼠缺血半暗帶的皮層及紋狀體區(qū)NF-κB亞基p65水平明顯增高(P<0.05)；與MCAO組相比，EA+MCAO組大鼠梗死側腦組織皮層及紋狀體區(qū)p65明顯降低(P<0.05)；漿蛋白檢測結果則顯示，與Sham組相比，MCAO組大鼠缺血半暗帶的皮層及紋狀體區(qū)p65水平明顯降低(P<0.05)；與MCAO組相比，EA+MCA

17、O組大鼠梗死側腦組織皮層及紋狀體區(qū)p65水平則有所升高(P<0.05)。
　　結論：電針預處理通過抑制NF-κB核轉位減輕局部炎癥反應而發(fā)揮腦保護作用。
　　總結:
　　本研究發(fā)現持續(xù)電針預處理能夠通過抑制MMP9的上調與活化，從而減輕TJP的降解，維持BBB完整性，誘導腦缺血耐受作用。另外還初步證明電針預處理的腦保護機制與其抑制NF-κB核轉位減輕局部炎癥反應密切相關。這提示電針預處理可成為臨床減輕局部炎癥反應，治療