單唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂對淺低溫體外循環(huán)大鼠海馬神經(jīng)元PI3K-Akt信號通路的影響.pdf

1、近年來，體外循環(huán)（CardiopulmonaryBypass，CPB）技術(shù)，在臨床應(yīng)用上得到了迅速發(fā)展，但CPB后腦損傷問題仍無法徹底解決，是目前臨床上常見的嚴重并發(fā)癥之一。所謂CPB腦損傷，亦稱心臟手術(shù)后中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，是指心臟手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生的急性和/或持續(xù)性的腦死亡、腦卒中、輕微的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和神經(jīng)心理障礙。術(shù)后認知功能障礙是CPB腦損傷最常見的并發(fā)癥。有研究顯示，術(shù)后1周認知功能障礙的發(fā)生率可高達50％～70％。但有關(guān)CP

2、B腦損傷的病理生理機制、診斷技術(shù)、防治措施等相關(guān)問題始終困擾著臨床，腦保護技術(shù)更是其中的熱點和難點問題。
　　單唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂（Monosialoganglioside1，GM1）是神經(jīng)細胞膜上的一種鞘糖脂，參與多種生理功能，具有抗氧化和神經(jīng)保護作用。有研究表明，用GM1預(yù)處理可以增強大鼠海馬神經(jīng)突觸的傳導(dǎo)性和可塑性，增加超氧化物歧化酶的活性、降低丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的含量、減少細胞內(nèi)鈣超載，因而具有

3、腦保護作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，中低溫CPB后1h和6h大鼠海馬神經(jīng)元可發(fā)生凋亡，有可能是引發(fā)腦損傷的機制之一。另有研究表明，GM1可激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（Phosphoinositide3kinase/proteinkinaseB，PI3K/Akt）信號通路，發(fā)揮抗細胞凋亡作用。故此，本研究擬通過構(gòu)建大鼠淺低溫非停跳CPB模型，研究GM1對淺低溫CPB大鼠海馬神經(jīng)元的保護作用，并對其可能的機制進行探討。
　　實驗一：大鼠

4、淺低溫CPB模型的建立
　　目的：探索建立淺低溫非停跳CPB實驗?zāi)Ｐ偷目尚行院托Ч?br>　　方法：選用清潔級健康成年雄性SD大鼠20只，從右頸靜脈插管引流，右頸動脈插管灌注，以15ml6％羥乙基淀粉行無血預(yù)充建立CPB，轉(zhuǎn)流60min。停轉(zhuǎn)流2h后大鼠血壓心率穩(wěn)定視為模型成功。四肢連接心電圖導(dǎo)聯(lián)行心電監(jiān)測，置直腸溫探頭行深部體溫監(jiān)測。左股靜脈置管維持靜脈通道，右股動脈置管監(jiān)測動脈壓及血氣、電解質(zhì)的變化。
　　結(jié)果：85％

5、大鼠成功建立淺低溫CPB模型，CPB過程中，大鼠生命體征平穩(wěn)，生化指標正常，基本符合CPB建模標準。停轉(zhuǎn)流后心肺功能平穩(wěn)恢復(fù)，100％大鼠可存活到停CPB后3h。
　　結(jié)論：本實驗建立的大鼠淺低溫CPB模型與臨床CPB基本一致，手術(shù)操作簡單，術(shù)中管理穩(wěn)定，可以作為研究CPB相關(guān)性器官損傷的良好模型。
　　實驗二：GM1對淺低溫CPB大鼠海馬神經(jīng)元的保護作用和對PI3K/Akt通路的影響
　　目的：探討GM1對淺低溫CP

6、B大鼠海馬的保護作用及其作用機制
　　方法：18只健康成年雄性SD大鼠，隨機分為空白（C）組、單唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂干預(yù)（G）組和體外循環(huán)（CPB）組。采用實驗一建立的大鼠淺低溫CPB模型。C組不行體外循環(huán)，其余操作同其它兩組；G組行體外循環(huán)，在預(yù)充液中加入GM120mg/kg；CPB組行體外循環(huán)，在預(yù)充液中加入與G組相同體積的生理鹽水。所有大鼠在停CPB后3h處死，取左側(cè)海馬組織，透射電鏡下觀察海馬神經(jīng)元細胞超微結(jié)構(gòu)變化，TUNEL

7、法染色觀察海馬神經(jīng)元凋亡情況，免疫組化法檢測半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3陽性細胞，Westernblot技術(shù)分析Akt、磷酸化AktSer473、磷酸化糖原合成酶激酶-3βSer9和Caspase-3蛋白表達。
　　結(jié)果：
　　1.電鏡下海馬神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)的改變
　　C組：細胞核圓形，核仁清楚，核內(nèi)染色質(zhì)分布均勻，核膜清楚，胞質(zhì)內(nèi)有豐富的線粒體、核糖體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體等細胞器。
　　G組：神經(jīng)元細胞核膜局部模糊，

8、核內(nèi)異常染色質(zhì)較多，胞質(zhì)內(nèi)有較多線粒體、核糖體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、等細胞器，線粒體少量嵴減少。
　　CPB組：細胞核近圓形，未見核仁，核膜局部模糊，核內(nèi)異常染色質(zhì)凝聚、少量邊集，胞質(zhì)大部分溶解，尚存的線粒體嵴減少或空泡變性。
　　2.海馬神經(jīng)元凋亡情況
　　與C組比較，G組和CPB組凋亡細胞均增多（p<0.05）；G組與CPB組相比：凋亡細胞平均積分光密度（IntegratedODAverage，IA）值為8.08±0.80

9、，比CPB組（13.95±1.20）降低42.08％（p<0.05）。
　　3.海馬神經(jīng)元Caspase-3陽性細胞的變化
　　與C組比較，G組和CPB組Caspase-3陽性細胞均增多（p<0.05）；G組和CPB組相比，Caspase-3陽性細胞IA值降低了34.71％（p<0.05）。
　　4.海馬神經(jīng)元Akt、pAktSer473、pGSK3βSer9和Caspase-3蛋白水平的變化
　　C組、G組和C

10、PB組Akt蛋白水平無明顯差異（p>0.05）；C組pAktSer473和pGSK3βSer9蛋白水平明顯高于CPB組（p<0.05），且明顯低于G組（p<0.05）。G組Caspase-3蛋白水平明顯高于C組（p<0.05），但明顯低于CPB組（p<0.05）。
　　結(jié)論：
　　1.淺低溫體外循環(huán)可導(dǎo)致以大鼠海馬神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?yōu)闃酥镜哪X損傷，細胞凋亡可能是腦損傷的原因之一。
　　2.單唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂可減輕淺