亞低溫治療顱腦創(chuàng)傷大鼠腦線粒體呼吸功能改變和凋亡相關基因表達變化的研究.pdf

1、目的： 研究顱腦創(chuàng)傷(TBI)后線粒體呼吸功能包括氧化磷酸化功能改變、活性氧(ROS)生成、ATP酶合成能力改變及凋亡途徑中抗凋亡基因Bcl-2、促凋亡基因Bax在mRNA水平的變化規(guī)律，并應用亞低溫治療，探討亞低溫在顱腦創(chuàng)傷后對線粒體的保護作用及分子生物學的可能機制。 方法： 以SD雄性大鼠為研究對象，制作大鼠顱腦創(chuàng)傷液壓沖擊模型，隨機分為四組： ①常溫對照組：開骨窗不致傷，保持體溫正常(36℃～37℃

2、)： ②低溫對照組：開骨窗不致傷，體溫降至31℃～32℃； ③常溫TBI組：左側大腦皮層致傷，體溫維持正常； ④低溫TBI組：左側大腦皮層致傷，體溫降低至31℃-32℃。低溫維持2h。 各組分別于致傷后2h、24h、3d、7d斷頭取腦，分離腦線粒體，通過電子顯微鏡觀察線粒體超微結構，運用生物力能學方法，檢測線粒體態(tài)3、態(tài)4呼吸速率、線粒體ROS生成、ATP合成能力等指標；另一實驗為創(chuàng)傷后24h斷頭取腦，分

3、離左右側海馬和皮層，用實時定量PCR法檢測bcl-2和bax mRNA表達并觀察亞低溫6h后的保護效果。 結果： 1. 顱腦創(chuàng)傷后7d內，線粒體超微結構呈逐漸加重趨勢，可出現線粒體外膜斷裂溶解、嵴結構紊亂、空泡化、甚至溶解消失，基質分布不均勻等變化，也可見到腫脹的星形膠質細胞、固縮的神經元、染色質凝聚等凋亡早期的改變。亞低溫各組表現為神經細胞和線粒體的形態(tài)創(chuàng)傷程度較輕，形態(tài)學異常輕微 2．常溫TBI組呼吸控制比R

4、CR值在傷后2h即顯著下降，24h下降已很明顯，3天左右開始恢復，7天基本恢復至正常水平；線粒體ATP合成能力24h降至最低，3d基本恢復至正常：活性氧從傷后2h即開始升高到7天基本恢復正常水平。而亞低溫TBI組，各指標均優(yōu)于常溫TBI組，差異有統(tǒng)計學意義。 3．凋亡相關基因表達結果，bcl-2在右側海馬中的表達為：對照組<低溫TBI組<常溫TBI組，各組之間的表達有顯著性差異(p<0.05)，其它部位組間無統(tǒng)計學差異；bax

5、在右側海馬表達量為：低溫TBI組<對照組<常溫TBI組，低溫TBI組和對照組無差異，常溫TBI組顯著高于對照組和亞低溫TBI組(0.05>；其它部位各組之間無統(tǒng)計學差異。 結論 1、顱腦創(chuàng)傷7d內，線粒體超微結構呈逐漸加重趨勢，可出現線粒體外膜斷裂溶解、嵴結構紊亂等改變。亞低溫各組神經細胞和線粒體的形態(tài)損傷程度較輕，形態(tài)學異常輕微，提示亞低溫可以保護線粒體結構的完整。 2、顱腦創(chuàng)傷后，線粒體的呼吸功能明顯下降，A

6、TP 合成能力降低、電子漏增加、大量活性氧生成，并導致其氧化抗氧化體系失去平衡，造成腦組織脂質過氧化損傷，亞低溫改善線粒體呼吸功能，保護腦創(chuàng)傷后線粒體氧化磷酸化耦聯(lián)，抑制活性氧大量生成，提高ATP酶活性，使ATP合成量維持在相對穩(wěn)定狀態(tài)，對顱腦創(chuàng)傷后線粒體具有保護作用。 3、顱腦創(chuàng)傷24h內，創(chuàng)傷周圍皮層及一些區(qū)域內凋亡相關基因表達水平發(fā)生了改變，提示創(chuàng)傷后有凋亡通路的激活；亞低溫早期治療6h，對凋亡基因的作用在顱腦創(chuàng)傷后不同部