CB1受體介導STAT3磷酸化上調SOD2參與電針預處理腦保護的研究.pdf

1、近年來缺血性腦卒中發(fā)病率、致死率以及致殘率均居高不下,已成為導致人類死亡的“第二大殺手”。氧化應激是導致缺血再灌注損傷的主要病理生理機制之一,抑制氧化應激能夠有效減輕缺血再灌注損傷。作為體內抗氧化系統(tǒng)的重要組成,內源性/外源性激活SOD2能夠有效減輕氧化應激。SOD2也是諸多非缺血預處理措施誘導腦保護效應的靶點之一。作為非缺血預處理的重要組成,電針預處理因其安全性高、可操作性強等優(yōu)點被認為是潛在的可靠防護缺血性腦卒中有效措施,而且其作用

2、機制也被證實同樣與抗氧化系統(tǒng)相關。但電針預處理是否也通過激活SOD2信號發(fā)揮腦保護效應并不明確,而且電針預處理調控SOD2激活的上游信號機制也尚未清楚。
　　基于前期研究,為解決上述問題,本課題將重點回答:1.電針預處理是否通過上調SOD2表達誘導腦缺血耐受;2.氧化應激損傷是造成缺血再灌注損傷的重要機制,電針預處理激活SOD2是否通過減輕氧化應激損傷發(fā)揮腦保護效應?3.STAT3已被報道證實為 SOD2的上游調控分子,我們前期研

3、究證實電針預處理通過CB1受體調節(jié)STAT3磷酸化,那么電針預處理對STAT3/SOD2的調控是否也由CB1受體介導?
　　本實驗首先驗證電針預處理是否影響腦缺血再灌注損傷后SOD2的表達。其次,研究電針預處理對SOD2激活的上游調控機制:探尋電針預處理是否通過CB1受體介導STAT3上調SOD2表達,激活抗氧化系統(tǒng),減輕氧化應激損傷,最終發(fā)揮腦保護作用。從而為電針等非缺血性預處理腦保護措施分子機制揭示做出貢獻,也為其臨床應用推廣

4、提供更多基礎實驗證據(jù),奠定堅實理論基礎。
　　實驗一:電針預處理對小鼠腦缺血再灌注后SOD2表達的影響
　　目的:
　　明確電針預處理對小鼠腦缺血再灌注后SOD2表達的影響
　　方法:
　　將24只雄性C57BL/6小鼠分為4組:假手術組(sham組)、單純電針組(EA組)、模型組(MCAO組)、電針預處理組(EA+MCAO組)。Sham組:腹腔注射10％水合氯醛(350 mg/kg)麻醉后,行假手術;EA

5、組:腹腔注射10%水合氯醛麻醉后,取“百會穴”,疏密波、2/15Hz、1mA,持續(xù)電刺激30min,電針2h后取材;MCAO組:麻醉后進行MCAO模型,大腦中動脈缺血1h后再灌;EA+MCAO組:麻醉后取“百會穴”,持續(xù)電針30min,電針后2h進行MCAO模型,大腦中動脈缺血1h后進行再灌。
　　所有小鼠將于缺血再灌注2h后取材,進行western-blot、免疫熒光檢測SOD2表達變化情況。
　　結果:
　　1.電

6、針預處理上調小鼠腦缺血再灌注后SOD2蛋白表達
　　Western-blot顯示缺血再灌注2h后,與sham組相比,EA組SOD2表達無明顯變化,而MCAO組SOD2表達明顯下降(P<0.05);與MCAO組相比,EA+MCAO組SOD2表達明顯升高(P<0.05)。
　　2.電針預處理增強神經元SOD2免疫熒光強度免疫熒光結果顯示,缺血再灌注2h后,與sham組相比,EA組SOD2免疫熒光強度無明顯改變,而MCAO組SOD

7、2免疫熒光減弱;與MCAO組相比,電針預處理則增加了SOD2免疫熒光強度,SOD2與神經元標記物NeuN重疊增加。
　　結論:
　　電針預處理可以上調小鼠腦缺血再灌注后神經元SOD2的表達。
　　實驗二:電針預處理上調SOD2減輕氧化應激損傷誘導腦缺血耐受
　　目的:
　　1.驗證SOD2-siRNA下調SOD2表達是否逆轉電針預處理的抗氧化作用
　　2.驗證SOD2-siRNA是否逆轉電針預處理的腦

8、保護效應
　　方法:
　　1.驗證SOD2-siRNA干擾效能
　　將24只雄性C57BL/6小鼠分為4組:對照組(sham組)、溶劑組(vehicle組)、SOD2-siRNA組、control siRNA組。Sham組:腹腔注射10%水合氯醛麻醉后,僅行假手術;SOD2-siRNA組、control siRNA組、vehicle組:腹腔注射10%水合氯醛麻醉后,分別給予側腦室注射SOD2-siRNA、control

9、 siRNA和溶劑。側腦室注射72 h后,取缺血半暗帶相應位置進行western-blot。
　　2.SOD2-siRNA逆轉電針預處理的抗氧化效應
　　將48只雄性C57BL/6小鼠分為6組:假手術組(sham組)、單純電針組(EA組)、模型組(MCAO組)、電針預處理組(EA+MCAO組)、SOD2-siRNA組(EA+SOD2-siRNA組)、control siRNA組(EA+control siRNA組),其中sh

10、am組、MCAO組、EA組、EA+MCAO組處理方法如前所述;EA+SOD2-siRNA組、control siRNA組:腹腔注射10%水合氯醛麻醉后,分別進行側腦室注射SOD2-siRNA、control siRNA,72h后進行MCAO模型,大腦中動脈缺血1h后再灌。缺血再灌注24h后,取缺血半暗帶進行Elisa檢測,測定ROS、MDA、8-OHdG、nitrotyrosine含量,以及DHE染色觀察超氧陰離子表達情況。
　　

11、3.SOD2-siRNA逆轉電針預處理的腦保護效應
　　將36只雄性C57BL/6小鼠分為6組:假手術組(sham組)、單純電針組(EA組)、模型組(MCAO組)、電針預處理組(EA+MCAO組)、SOD2-siRNA組(EA+SOD2-siRNA組)、control siRNA組(EA+control siRNA組),其處理方法如前所述。缺血再灌注24 h后取材,進行TTC染色、腦梗死容積百分比、神經行為學評分(Longa評分)

12、、TUNEL染色。
　　結果:
　　1.SOD2-siRNA明顯下調小鼠腦內SOD2表達
　　Western-blot結果顯示與sham組相比,vehicle組和control siRNA組SOD2表達無明顯變化,而SOD2-siRNA組SOD2表達明顯下降(P<0.05)。
　　2.SOD2-siRNA逆轉電針預處理的抗氧化效應
　　Elisa檢測結果顯示:與sham組相比,MCAO組ROS、MDA、8-

13、OHdG、nitrotyrosine含量均明顯升高(P<0.05);與MCAO組相比,EA+MCAO組ROS、MDA、8-OH-dG、nitrotyrosine含量均明顯降低(P<0.05);而與EA+MCAO組相比,EA+SOD2-siRNA組ROS、MDA、8-OHdG、nitrotyrosine含量均明顯升高(P<0.05)。
　　DHE染色結果與Elisa結果相一致,與sham組相比,MCAO組超氧陰離子熒光強度明顯增加;

14、與MCAO組相比,EA+MCAO組熒光強度明顯降低;與EA+MCAO組相比,而EA+SOD2-siRNA組熒光強度明顯增加。
　　3.SOD2-siRNA逆轉電針預處理的腦保護效應
　　神經行為學評分:與MCAO組相比,EA+MCAO組神經行為學評分明顯降低(P<0.05);與EA+MCAO組相比,而EA+SOD2-siRNA組神經行為學評分明顯升高(P<0.05)。腦梗死容積百分比:與MCAO組相比,EA+MCAO組的腦梗

15、死容積百分比明顯減小(P<0.05);與EA+MCAO組相比,EA+SOD2-siRNA組腦梗死容積百分比明顯增大(P<0.05)。TUNEL染色:與MCAO組相比,EA+MCAO組凋亡細胞數(shù)目明顯減少(P<0.05);與EA+MCAO組相比,EA+SOD2-siRNA組凋亡細胞數(shù)目明顯升高(P<0.05)。
　　結論:
　　電針預處理通過上調小鼠腦缺血再灌注后SOD2表達,減輕氧化應激損傷,抑制缺血后神經元凋亡從而誘導腦缺

16、血耐受。
　　實驗三:電針預處理通過CB1受體介導STAT3磷酸化上調SOD2
　　目的:
　　1.驗證大麻素CB1受體在電針預處理上調缺血再灌注損傷后SOD2表達中的作用
　　2.明確轉錄因子STAT3在電針預處理上調缺血再灌注損傷后SOD2表達中的作用
　　方法:
　　1.CB1受體抑制劑AM251、SR141716對電針預處理后SOD2表達的影響
　　將30只雄性C57BL/6小鼠分為5組

17、:模型組(MCAO組)、電針預處理組（EA+MCAO組)、AM251預處理組(EA+AM251組)、SR141716預處理組(EA+SR141716組)、溶劑組(EA+vehicle組),其中MCAO組、EA+MCAO組處理方法如前所述;EA+AM251組、EA+vehicle組:分別給予AM251(1mg/kg)和溶劑腹腔注射30min后,10%水合氯醛腹腔注射麻醉,持續(xù)電針30min,電針后2h進行MCAO模型,大腦中動脈缺血1h后

18、再灌。EA+SR141716組:麻醉后,持續(xù)電針30min,電針后2h進行MCAO模型,模型后30min給予SR141716(1mg/kg),缺血1h后再灌。所有小鼠缺血再灌注2h后取缺血半暗帶進行western-blot。
　　2.CB1受體激動劑ACEA、WIN55,212-2對小鼠腦缺血再灌注后SOD2表達的影響
　　將30只雄性C57BL/6小鼠分為5組:模型組(MCAO組)、電針預處理組(EA+MCAO組)、ACE

19、A預處理組(MCAO+ACEA組)、WIN55,212-2預處理組(MCAO+WIN組)、溶劑組(MCAO+vehicle組),其中MCAO組、EA+MCAO組、處理方法如前所述;MCAO+ACEA組、MCAO+WIN組、MCAO+vehicle組:分別給予ACEA(2.5mg/kg)、WIN55,212-2(1.5mg/kg)和溶劑腹腔注射30min后,腹腔注射10%水合氯醛麻醉,進行MCAO模型,大腦中動脈缺血1h后再灌。缺血再灌注

20、2 h后取缺血半暗帶進行western-blot。
　　3.電針預處理對小鼠腦缺血再灌注后STAT3磷酸化水平的影響
　　將24只雄性C57BL/6小鼠分為4組:假手術組(sham組)、單純電針組(EA組)、模型組(MCAO組)、電針預處理組(EA+MCAO組),其處理方法如前所述。缺血再灌注2h后取材,進行western-blot觀察STAT3磷酸化水平變化情況。
　　4.CB1受體抑制劑AM251、SR141716

21、對電針預處理后pSTAT3水平的影響
　　將30只雄性C57BL/6小鼠分為5組:模型組(MCAO組)、電針預處理組（EA+MCAO組)、AM251預處理組（EA+AM251組)、SR141716預處理組(EA+SR141716組)、溶劑組(EA+vehicle組),其處理如前所述。缺血再灌注2h后取缺血半暗帶進行western-blot。
　　5.CB1受體激動劑ACEA、WIN55,212-2對小鼠腦缺血再灌注后pSTA

22、T3水平的影響
　　將30只雄性C57BL/6小鼠分為5組:模型組(MCAO組)、電針預處理組(EA+MCAO組)、ACEA預處理組(MCAO+ACEA組)、WIN55,212-2預處理組(MCAO+WIN組)、溶劑組(MCAO+vehicle組),其處理方法如前所述。缺血再灌注2h后取缺血半暗帶進行western-blot。
　　結果:
　　1.CB1受體抑制劑AM251、SR141716可下調電針預處理后SOD2的

23、表達
　　給予CB1受體抑制劑AM251、SR141716后,western-blot結果顯示與MCAO組相比,EA+MCAO組 SOD2表達均明顯增加(P<0.05);與 EA+MCAO組相比,EA+AM251組和EA+SR141716組SOD2表達均明顯降低(P<0.05)。
　　2.CB1受體激動劑ACEA、WIN55,212-2可上調小鼠腦缺血再灌注后SOD2的表達
　　給予CB1受體激動劑ACEA、WIN55

24、,212-2后,western-blot結果顯示與MCAO組相比,MCAO+ACEA組、MCAO+WIN組SOD2表達明顯增加(P<0.05)。
　　3.電針預處理對小鼠腦缺血再灌注后STAT3磷酸化水平的影響
　　缺血再灌注2 h后,與sham組相比,EA組pSTAT3水平無明顯變化,而MCAO組pSTAT3表達明顯下降(P<0.05);與MCAO組相比,EA+MCAO組pSTAT3表達明顯升高(P<0.05)。
　

25、　4.CB1受體抑制劑AM251、SR141716可降低電針針預處理后pSTAT3 水平
　　給予CB1受體抑制劑AM251、SR141716后，結果顯示與MCAO組相比，
　　EA+MCAO組pSTAT3 水平均明顯升高（P<0.05）；與EA+MCAO組相比，EA+AM251組和EA+SR141716組pSTAT3水平均明顯降低（P<0.05）。
　　5.CB1受體激動劑ACEA、WIN55,212-2可升高小鼠腦