376主竺壁壁堂苤查垫!!生!旦簦!!鲞箜!塑!堕!!垒!!坠!堕!!!丛!!尘!!!!:!!!:!!:塑!:!・重症医学・异丙酚后处理对大鼠氧糖缺失一复氧复糖皮质神经元促凋亡蛋白活性的影响:与p38MAPK信号通路的关系马育霞061000张立民张冬雪刘云峰河北省沧州市中心医院老年内科(马育霞、张冬雪、刘云峰),麻醉科(张立民)通信作者:张立民,Email:azai2010@sina.coinDOI:10.37601cma.j.issn.0254-1416.2016.03.033【摘要】目的评价异丙酚后处理对大鼠氧糖缺失.复糖复氧皮质神经元促凋亡蛋白Bid、Bim、出生24hPuma活性的影响及其与p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路的关系。方法内的SD大鼠,体外培养其皮质神经元并按种于6孔板(2ml/:fL),采用随机数字表法将皮质神经元分为4组(n=42):对照组(C组)、氧糖缺失一复糖复氧组(OGD/R组)、异丙酚后处理组(P组)和异丙酚后处理+p38MAPK抑制剂组(Ps组)。采用氧糖缺失90min,复氧复糖24h的方法制备皮质神经元氧糖缺失一复糖复氧损伤模型。P组和Ps组于复氧复糖郧刻于培养基中加入异丙酚孵育2h,终浓度50l^mol/L;PS组于氧糖缺失前1h时于培养基中加入SB202190,终浓度50immollL。采用AnnexinV—FITC/PI双染色法测定神经元凋亡率,采用M’rr法测定神经元存活情况,采用比色法测定LDH漏出情况;采用JC一1荧光法测定线粒体膜电位(MMP)水平,采用Westernblot法测定Bid、Bim和Puma的表达。结果与c组比较,OGD/R组、P组和Ps组神经元凋亡率和LDH漏出率升高,神经元存活率和MMP水平降低,Bid、Bim和Puma的表达上调(P<O.05);与OGD/R组比较,P组和Ps组神经元凋亡率和LDH漏出率降低,神经元存活率和MMP水平升高,Bid、Bim和Puma的表达下调(JP<O.05);与P组比较,PS组神经元凋亡率和LDH漏出率升高,神经元存活率和MMP水平降低,Bid、Bim和Puma的表达上调(P<0.05)。结论异丙酚后处理可通过激活p38MAPK信号通路,抑制促凋亡蛋白Bid、Bim和Puma的活性,减轻大鼠皮质神经元氧糖缺失.复糖复氧损伤。【关键词】二异丙酚;缺血后处理;细胞低氧;氧;大脑皮质;神经元;凋亡调节蛋白质类;p38丝裂原活化蛋白激酶类;信号传导Effectofpropofolpostconditioningonactivitiesofpro-apoptoticproteinsinratcorticalneuronssub—jectedtoOGD/R:therelationshipwithp38MAPKsignalingpathwayMaYuxia,ZhangLimin,ZhangDongxue,LiuYunfengDepartmentofGerontology,CangzhouCentralHospital,Cangzhou061001,HebeiProvince,China(MaYX,ZhangDX,LiuYF);DepartmentofAnesthesiology,CangzhouCentralHospital,Cangzhou061001,HebeiProvince,China(ZhangLM)CorrespondingGn撬or:ZhangLimin.Email:azai2005@sina.corn【Abstract】ObjectiveapoptoticproteinsBid,BimToevaluaterattheeffectofpropofolposteonditioningontheactivitiesofpro—andPumaincorticalp38neuronssubjectedtooxygen—glucosedeprivation/resto—ration(OGD/R)andpathway.Methodstherelationshipwithneuronsmitogen・activatedproteinkinase(p38MAPK)signalingThecorticalobtainedfromSprague—Dawleyrats(<24hafterbirth)werecul.neuronsturedinvitroandseededin6-wellculturepalate(2ml/well).Theeorticalinto4wererandomlydividedgroups(n=42each)usingarandomnumbertable:controlgroup(groupC),OGD/Rgroup,propofolposteonditioninggroup(groupP),andpropofolposteunditioning+p38MAPKinhibitorSB202190neuronsgroup(groupPS).Theweresubjectedto02一glucosedeprivationfor90rainfollowedbyrestorationwasof02一glucosesupplyfor24h.InPandPSgroups,propofolwiththefinalconcentrationof50斗mol/L万方数据主竺盎壁堂盘查!!!!生!旦整堑鲞釜!塑坐堕!皇!!!生塑!!!!坠!苎!垫!!!!!!:堑:坠:!addedtotheculturemediumimmediatelyafterrestorationof02一glucosesupply,andtIleneuronswerecul一turedfor2h.SB202190withthefinalconcentrationof50|I,mol/Lwasaddedtothecuituremediumat1hbefore02一glucosedeprivation,andtheneuronswereculturedfor2h.TheDeuFOrtalapoptosiswasdetec£edusingAnnexinV・FITC/PIdoublestainingcombinedwithflowcytometry,thenumberofviableneuronswasevaluatedbymethylthiazolyltetrazoliumassay,andtheamountoflacticdehydrogenase(LDH)releasedwasmeasuredusingcalorimetricmethod.Mitochondrialmembranepotential(MMP)wasassessedbyJC一1fluorescenceassay.TheexpressionofBid,BimandPumaproteinswasdeterminedbyWesternblot.Re.suitsComparedwithgroupC.tlleapoptosisrateandamountofLDHreleasedweresignificantlyin.creased,theneuronalsurvivalrateandMMPweresignificantlydecreased,andtheexpressionofBid,BimandPumaWaSsignificantlyup-regulatedingroupOGD/R(P<0.05).ComparedwithgroupOGD/R,theapoptosisrateandamountofLDHreleasedweresignificantlydecreased,theneuronalsurvivalrateandMMPweresignificantlyincreased,andtheexpressionofBid,BimandPumawassignificantlydown—regu—latedinPandPSgroups(P<0.05).ComparedwithgroupP,theapoptosisrateandamountofLDHre.1easedweresignificantlyincreased,theneuronalsurvivalrateandMMPweresignificantlydecreased,andtheexpressionofBid,BimandPumawassignificantlyup-regulatedingroupPS(P<0.05).ConclusionPropofolposteonditioningreducesOGD/R・inducedinjurytOratcorticalneuronsthroughactivatingp38MAPKsignalirgpathwayandinhibitingactivitiesofpro-apoptoticproteinsBid,BimandPuma.【KeywordslPropofol;Ischemicpostconditioning;Cellhypoxia;Oxygen;Cerebralcodex;Neurons;Apoptosisregulatoryproteins;p38mitogen—activatedproteinkinases;Signaltransduetion异丙酚是临床常用的镇静药物,研究表明,异丙吸管轻轻吹打2—3下,使用200目滤网过滤,收集酚后处理可减轻脑缺血再灌注损伤…。细胞凋亡所得细胞悬液,在倒置显微镜(Olympus公司,日本)是脑缺血再灌注损伤的重要机制之一日。。Bid、Bim下计数神经元,并计算神经元密度,用接种液将神经和Puma是Bcl一2家族重要的促凋亡蛋白,在细胞凋元密度调至l×106个/inl,然后接种于预先经多聚赖亡中起重要作用¨1。p38丝裂原活化蛋白激酶氨酸处理的6孔板(2ml/孑L);将6孑L板放入37℃、(p38MAPK)是MAPK家族的重要成员,研究表明,5%CO:的培养箱中培养,24h后使用无菌的PBS冲p38MAPK信号通路参与了脑缺血再灌注损伤H1,其洗杂质,更换为神经元专用培养基(96%Neurobasal+机制可能与减少神经元凋亡有关∞1。本研究拟评2%B27+2%谷氨酰胺)(Hyelone公司,美国),以后价异丙酚后处理对大鼠氧糖缺失.复氧复糖皮质神每隔2~3d使用神经元专用培养基,半量换液1次。经元Bid、Bim和Puma活性的影响及其与p38MAPK培养至7d的原代大鼠皮质神经元通过神经元特异信号通路的关系,探讨其脑保护作用的机制,为临床表达蛋白NSE免疫组化染色,进行神经元鉴定,其研究提供理论依据。阳性表达率超过95%可继续用于实验。材料与方法将培养成功的大鼠原代皮质神经元采用随机数字表法分为4组(n=42):对照组(c组)、氧糖缺失-出生24h内的SD大鼠,由沧州市中心医院中复糖复氧组(OGD/R组)、异丙酚后处理组(P组)和心实验室提供。参照文献[6]介绍的方法并进行改异丙酚后处理+p38MAPK抑制剂组(Ps组)。良,培养原代皮质神经元。大鼠断头,取脑组织置于OGD/R组、P组和Ps组将培养至7d的大鼠原无菌的D.Hank液中,剥离大脑皮质,并在D—Hank代皮质神经元用PBS洗涤3次,并更换为无糖培养液中将皮质剪成1IninxlInninxlmm大小的组织块,基BBS(NaCl116mmol/L、KCI5.4mmol/L、MgSO。放入15ml离心管中(以上操作均在冰板上进行)。0.8Ininol/L、Nail2P041.0mmol/L、NaHC0326.2加入等量0.125%胰酶(HyClone公司,美国)后,使mmol/L、CaCl,1.8mmol/L、甘氨酸O.02Inmol/L、酚磺其终浓度为0.0625%;于CO:培养箱(Thermo公司,酞2Ing/L),向培养基中以2L/inin的速率持续通入美国)中消化12rain,期间6rain时轻摇1次。消化100%N:30rain,置入低氧培养箱(Thermo公司,美结束后,加入等量接种液(DMEM、10%胎牛血清、国)中。向低氧培养箱中持续通入95%N:和5%10%马血清)(Hyelone公司,美国)终止胰酶的消化CO,,90rain后取出培养板,更换为神经元专用培养反应。离心5min弃上清,加入2~3ml接种液,用基。P组和Ps组复氧复糖即刻于培养基内加入异万方数据主堡盎醛堂苤查!!!!至!旦箜!!鲞蔓!塑!!尘!皇!!!尘型!!!丛!!!!垫!!!!生:!!!!!:!丙酚原液(批号:1406042,四川国瑞药业有限责任公司),终浓度50ixmol/L,OGD/R组培养基内加入等容量PBS,置于37℃、5%CO:的培养箱中孵育2h,然后将神经元用PBS洗涤3次,更换为神经元专用培养基继续培养22h;C组将皮质神经元用PBS洗涤3次,置于37qC、5%CO:的培养箱中培养24h。PS组于氧糖缺失前1h时培养基内加入p38MAPK抑制剂SB202190(批号:13069.55,Cayman公司,美国),终浓度为50ttmol/L。采用AnnexinV—FITC/PI双染色法测定神经元凋亡情况。每组取6孔神经元,经0.125%胰酶消化后,PBS洗涤2次,重悬于200“l缓冲液中;加入5“lAnnexinV—FITC试剂(Sigma公司,美国),室避光温孵育15~20rain;加入50弘g/mlPt(Sigma公司,美国)10“l,补加缓冲液200Ixl,采用FACS420型流式细胞仪(BectonDickinson公司,美国)检测细胞凋亡率,重复测定3次,取其平均值。采用MTT法测定神经元存活情况。每组取6孔神经元,加入5mg/mlMTT溶液(批号:ARll56,武汉博士德生物工程有限公司)20斗l孵育4h。弃上清液后,每孔加入150“1二甲基亚砜并震荡10rain,采用酶标仪(BioTek公司,美国)于490am波长处测定吸光度值,计算神经元存活率=(实验组吸光度值一空白组吸光度值)÷(C组吸光度值一空白组吸光度值)×100%。每孔重复测定3次,取平均值。采用比色法测定乳酸脱氢酶(LDH)漏出情况。每组取6孔神经元,收集神经元培养液上清,13000转/min离心10min,离心半径6cm,取100¨l上清液转移至96孔板,按试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司)说明书加入反应试剂,采用分光光度计(Thermo公司,美国)于492nm波长处测定吸光度值,以655nm波长处作为参照。取细胞悬液,用0.5%Trition孵育30rain,测定细胞内LDH水平。计算LDH漏出率=上清液LDH水平÷(上清液LDH水平+细胞内LDH水平)x100%,重复测定3次,取平均值。每组取6孔神经元,用0.125%胰蛋白酶消化,1000转/min离心10rain,离心半径13.5em;PBS洗涤2次,弃上清,加入0.5mlPBS混匀,再加入5ixmol/LJC一1(Sigma公司,美国),37℃避光孵育30min;PBS洗涤3次,FV300型激光共聚焦显微镜(Olympus公司,日本)下观察荧光强度,激发波长为490nm,发射波长为530nm,以荧光指数反映线粒体膜电位(MMP)水平。采用Westernblot法测定皮质神经元Bid、Bim和万方数据Puma的表达。每组取18孔神经元,加入细胞裂解液,煮沸法使蛋白变性,使用BCA蛋白定量试剂盒(碧云天生物制剂有限公司)检测蛋白浓度。取50仙g蛋白上样后,6%SDS—PAGE电流恒定进行电泳,电压恒定湿转至PVDF膜,5%脱脂奶粉室温封闭1h;TBST洗膜3次,每次10min,分别滴加Bid、Bim、Pu-ma的多克隆抗体(稀释度均为1:500,SantaCruz公司,美国),37℃孵育lh;TBST洗膜3次,每次10rain,加入山羊抗兔二抗(稀释度1:1000,武汉博士德生物工程有限公司),25oC孵育1h;TBST洗膜3次,每次10rain,ECL发光。采用ImageJ2.1软件(Na—tionalInstitulesofHealth公司,美国)测定条带积分光密度值,以目的蛋白条带积分光密度值与内参GAD・PH条带积分光密度值的比值反映目的蛋白的表达水平。采用SPSS11.5统计学软件进行分析,计量资料以均数±标准差(x+s)表示,组问比较采用单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。结果与C组比较,OGD/R组、P组和PS组神经元凋亡率和LDH漏出率升高,神经元存活率和MMP水平降低,Bid、Bim和Puma的表达上调(P<0.05);与OGD/R组比较,P组和PS组神经元凋亡率和LDH漏出率降低,神经元存活率和MMP水平升高,Bid、Bim和Puma的表达下调(P<O.05);与P组比较,PS组神经元凋亡率和LDH漏出率升高,神经元存活率和MMP水平降低,Bid、Bim和Puma的表达上调(P<O.05),见表I,2。表I四组大鼠皮质神经元凋亡率、存活率、LDH漏出率及MMP水平的比较(17.=6,i±s)注:与C组比较,8P<O.05与0GD/R组比较,“P<0.05与P组比较,。P<0.05表2四组大鼠皮质神经元Bid、Bim和Puma表达的比较(n=18,i±s)注:与C组比较,1P<O.05与OGD/R组比较,6P<O.05与P组比较,。P<O.05!堡壁醛堂盘查!!!!生i旦塑堑鲞釜!塑璺!!!!!!塑生型!!!塑!堕!!!!:∑!!:!!:型!:i379讨论与原代培养大鼠海马神经元比较,原代培养的大鼠皮质神经元活力强,分离纯度高,因此本研究参照文献[6]介绍的方法并进行改良,培养大鼠原代皮质神经元。本研究参照文献[7]并结合预实验结果,采用氧糖缺失90mix,复氧复糖24h的方法制备大鼠皮质神经元氧糖缺失一复氧复糖损伤模型,结果表明,与C组比较,OGD/R组神经元凋亡率和LDH漏出率升高,神经元存活率和MMP水平降低,提示模型制备成功。本研究参照文献[8],选择异丙酚后处理的浓度为50txmol/L,时问为2h,结果表明,与OGD/R组比较,P组神经元凋亡率和LDH漏出率降低,神经元存活率和MMP水平升高,提示异丙酚后处理减轻了大鼠皮质神经元氧糖缺失-复氧复糖损伤。作为Bcl一2家族中的唯BH3域蛋白,Bid、Bim、Puma可通过激动Bak、Bax或者使Bel・2、Bcl-XL和MCL.1失活,促进Bak和Bax形成寡二聚体,介导细胞色素c从线粒体释放入细胞质,激活caspase家族,从而促进细胞凋亡一‘1…。本研究采用经典的Westernblot法测定皮质神经元Bid、Bim和Puma的表达,保证了收集数据的客观性。本研究参照文献[11]选择p38MAPK抑制剂SB202190的浓度为50Ixmol/L,作用时间为1h,结果表明,给予异丙酚后处理的氧糖缺失一复糖复氧皮质神经元Bid、Bim和Puma的表达下调;而p38MAPK信号通路被阻断后,皮质神经元Bid、Bim和Puma的表达上调,提示异丙酚后处理可通过激活p38MAPK信号通路,抑制促凋亡蛋白Bid、Bim和Puma的活性,减轻大鼠皮质神经元氧糖缺失一复糖复氧损伤。本研究中即使加人了p38MAPK抑制剂SB203580,异丙酚后处理的神经保护作用仍不能完全消除,表明异丙酚后处理还可能通过其他信号通路发挥神经保护作用。综上所述,异丙酚后处理可通过激活p38MAPK信号通路,抑制促凋亡蛋白Bid、Bim和Puma的活性,减轻大鼠皮质神经元氧糖缺失.复糖复氧损伤。参考文献[1]ShiSS,YangWZ,ChertY,eta1.Propofolreducesinflamma・万方数据toryreactionandischernicbraindamageincerebralischemiainrats[J].NeurochemRes,2014,39(5):793—799.DOI:10.1007/s11064-014—1272.8.[2]EkshyyanO.Aw1'Y.Apoptosisinacuteandchronicneurologi-caldisorders[J].FrontBiosei,2004,9:1567—1576.[31RenD,TuHC,KimH,eta1.BID,BIM,andPUMAareessentialforactivationoftheBAX.andBAK・dependentcelldeathprogram[J].Science,2010,330(6009):1390-1393.DOI:lO1126/science.1190217.[4]ParkSY,JinMI.,KimYH,eta1.Involvementofheineoxyge.nase・1inneuroprotectionbysanguinarineagainstglutamate-trig-geredapoptosisin11T22neuronalcells[J].EnvironToxieolPharmacol,2014,38(3):701—710.DOI:10.1016/j.etap.2014.08.022.[5]WangY,ZhenY,WuX,eta1.Vitexinprotectsbrainagainstischemia/reperfusioninjuryviamodulatingmitogen—activatedpro・teinkinaseandapoptosissignalinginmice[J].Phytomedicine,2015,22(3):379・384.DOI:10.10161jphymed.2015.01.009.[6]ZhangL,ZhaoX,JiangX.Sevofluranepost・conditioningpro・tectsprimaryratcorticalneuronsagainstoxygen+glucosedepriva.tion/resuscitation:rolesofextraeellularsignal—regulatedkinasel/2andBid,Bim,Puma[J].NeurochemRes,2015,40(8):1609-1619.DOI:10.1007/s11064-015・1639—5.[7]ZhangLM,ZhaoXC,SunWB,eta1.Sevofluranepost-condi—tioningprotectsprimaryratcorticalneuronsagainstoxygen—・glu・-cosedeprivation,resuscitationviadown-regulationinmitochondri-alapoptosisaxisofBid,Bim,Puma-BaxandBakmediatedbyErkl/2[J].JNeurolSet,2015,357(1-2):80-87.DOI:10.1016/j.jns.2015.06.070.f8]BernsM,SeebergL,SchmidtM,etal,High-dosepropofoltriggersshort・termneuroprotectionandlong-termneurodegenera・・tioninprimaryneuronalculturesfromratembryos[J].JIntMedRes,2009,37(3):680-688.:9]LetaiA,BassikMC,WalenskyLD,eta1.DistinctBH3do—mainseithersensitizeoractivatemitochondrialapoptosis,servingasprototypecancertherapeutics[J].CancerCel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