自由基對神經(jīng)損傷機理研究

1、自由基對神經(jīng)損傷機理研究兼談依達拉奉對腦卒中作用,,自由基概述,人體內(nèi)氧自由基約占自由基總量的95%，也稱活性氧非氧自由基主要有氫自由基（H·）和有機自由基（R·）清除自由基：內(nèi)源性自由基清除系統(tǒng)（酶類：超氧化物歧化酶SOD、過氧化氫酶；非酶類：維生素C、E等）,王志平,等. 西南軍醫(yī) 2010; 12(3) : 534-536,腦缺血/再灌注時自由基的來源,黃嘌呤氧化酶的形成增多 中性粒細胞

2、的釋放線粒體內(nèi)細胞色素氧化酶系統(tǒng)功能失調(diào)兒茶酚胺的增加,自由基通過以下途徑導致神經(jīng)/血管細胞損傷：,細胞膜損傷：雙層結(jié)構(gòu)改變，膜流動性 ，通透性 蛋白質(zhì)損害：使各種蛋白、酶活性、離子泵等功能異常 核酸損害：核酸堿基改變，DNA斷裂，染色體畸變 誘導炎癥介質(zhì)產(chǎn)生,,,自由基損傷,腦花生四烯酸（AA）鏈能引起毒性氧自由基增加，合成潛在的水腫誘導因子白三烯（LT），這是導致腦水腫和組織損傷的主要原因之一。在沙鼠的I/P模型中，MC

3、I-186能夠抑制腦白三烯合成的增加，明顯阻止水腫擴大。,自由基損傷導致的最終結(jié)果,腦 水 腫,梗塞灶擴大,因缺血時間、再灌注時間的不同以及藥物干預效果的差異，體積大小處于動態(tài)變化之中。細胞凋亡在缺血半暗帶縮小及中心區(qū)擴大的過程中起著十分重要的作用。,自由基損傷導致的最終結(jié)果：,神經(jīng)癥狀,如果在神經(jīng)元細胞發(fā)生不可逆損傷前，腦組織恢復血供，同時抑制了再灌注損傷，臨床的癥狀體征是臨時的。如果血流中斷時間延長、或恢復血供時無有效抑制再

4、灌注損傷即導致不可逆缺血性損傷（梗塞）和持久的神經(jīng)功能缺損。,遲發(fā)性神經(jīng)細胞死亡,自由基損傷導致的最終結(jié)果：,自由基,DNA損害,新的基因表達,細胞凋亡,,,,調(diào)控凋亡程序,,缺血性腦卒中時ROS產(chǎn)生超過抗氧化系統(tǒng)的清除能力,氧化應激反應（細胞吞噬）,金屬離子轉(zhuǎn)換,黃嘌呤氧化酶血紅蛋白核黃素,細胞色素P450,電子傳遞鏈,脂質(zhì)過氧化NADPH 氧化還原酶,氧化酶類,,,王志平,等. 西南軍醫(yī) 2010; 12(3) : 534-

5、536,劉揚,等. 中國中醫(yī)藥咨訊 2010; (10) : 210-211,,,,,缺血性腦卒中過量自由基的危害,,損害大分子（核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)）損害細胞膜,自由基,抗氧化物質(zhì),問題：急性缺血性腦卒中各病程自由基的變化情況？,王志平,等. 西南軍醫(yī) 2010; 12(3) : 534-536,需要抗自由基,主要內(nèi)容,缺血性腦卒中溶栓再灌注后誘導機體產(chǎn)生氧化性損傷,Oxidative Stress After Thromboly

6、sis-Induced Reperfusion in Human StrokeCarmen Domínguez, Pilar Delgado, Angel Vilches,,,,,,試驗組(n=160)：t-PA治療的缺血性腦卒中患者,對照組(n=60),基線,t-PA后1h,t-PA后2h,,研究方法,t-PA后24h,t-PA后12h,,采血：,,Domínguez C, et al. Stroke. 2010

7、 Apr;41(4)653-60,P655;Par1-2,急性期24h：患者MDA顯著升高,患者在基線、1h、2h、12h、24h的變化情況,Domínguez C, et al. Stroke. 2010 Apr;41(4)653-60,P656;FigA,,平均MDA(95% CI)micromolar,,,,,,1.0,2,,0.6,,0.8,,1.2,,,,,,,所有組 vs.對照：**P＜0.001,**,**,**

8、,**,**,自由基增多,注：過量的ROS極易與腦組織中的脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應產(chǎn)生丙二醛（MDA），因此MDA常作為衡量自由基變化的指標,,急性期14天：重度患者MDA仍較高,一項對急性腦卒中患者14天內(nèi)MDA檢測結(jié)果顯示：,,MDA濃度,Nmol/mL,*,注：vs對照：*P＜0.05，**P＜0.01； vs輕型：△ P＜0.05； vs中型： ▲ P＜0.05； vs組內(nèi)24h ：

9、# P＜0.05,▲,▲,▲,#,#,△,△,△,△,△,*,#,*,#,李舟,等.浙江醫(yī)學 2012; 34(22) : 1818-1820,高,P1819;Tab2;P1820;Par2;,,急性期14天：重度患者SOD仍較低,該項研究對患者14天內(nèi)SOD檢測結(jié)果顯示：,,SOD濃度,Nmol/mL,*,注：vs對照：*P＜0.05，**P＜0.01； vs輕型：△ P＜0.05； vs中型： ▲ P＜0.05；

10、 vs組內(nèi)24h ：# P＜0.05,▲,▲,▲,#,#,李舟,等.浙江醫(yī)學 2012; 34(22) : 1818-1820,▲,▲,*,*,*,低,P1819;Tab3;P1820;Par2;,,急性期(21天)：脂質(zhì)過氧化物累積增加,一項探究急性缺血性腦卒中患者血液ROOH的動態(tài)變化：,急性階段為21天（WHO標準）,Alexandrova M et al.J Clin Neurosci. 20

11、04 Jun;11(5):501-6.,血漿ROOH nmol/ml,對照組,1周,2周,3周,***P=0.0009,*P=0.021,,,,,*P=0.010,,,,,,P504;Par4;Fig6,自由基增多,急性期（21天)：TBARM累積增加,該項研究中硫代巴比妥酸反應性物質(zhì)（TBARM）的變化,,對照組,1周,2周,3周,血漿TBARM nmol/ml,***P<0.0077,*P=0.020,,,,,*P=0.027

12、,,,,,P504;Par4;Fig7B,,自由基增多,Alexandrova M et al.J Clin Neurosci. 2004 Jun;11(5):501-6.,,卒中發(fā)病6月后：丙二醛顯著高于對照組,一項探究缺血性腦卒中卒中發(fā)生6個月后，血清MDA水平變化，N=38,動脈粥樣硬化N=19,腔隙性腦梗死N=19,健康志愿者N=30,MDA水平（中位數(shù)）,3.5（1.56-6.82）,3.83（1.17-5.66）,

13、1.69（0.45-3.50）,P<0.001,P<0.001,,,,nmol/mL,Bir LS et al. Exp. Med. 2006 Jan;208(1)33-9,P36;Tab1;Fig1.,自由基在腦卒中病程中長期存在,研究顯示：急性缺血性腦卒中的自由基損傷情況,Bir LS et al. Exp. Med. 2006 Jan;208(1)33-9,Alexandrova M et al.J Clin Neu

14、rosci. 2004 Jun;11(5):501-6.,李舟,等.浙江醫(yī)學 2012; 34(22) : 1818-1820,Domínguez C, et al. Stroke. 2010 Apr;41(4)653-60,,自由基損傷與炎癥相互作用是損傷長期存在的原因,血細胞氧化性損傷,血栓形成,NO生物利用度降低,氧化LDL,內(nèi)皮氧化性損傷,動脈粥樣化,血管收縮,卒中,Alexandrova,et al. Biol.

15、Med.2005, 39, 297-316.,P230;Par1;Fig1.P298;Par1;L9-L13,,,由于卒中患者隨后可能有高的血管并發(fā)癥風險，和新的血管意外風險；因此，不應忽視自由基的清除治療！,主要內(nèi)容,21,,依達拉奉陰離子將帶有的 1個電子提供給自由基而達到清除自由基的目的,依達拉奉：提供電子，清除自由基,依達拉奉清除腦缺血后增加的有害的 ·OH和其它毒性氧自由基,有效抑制——1.羥自由基與細胞膜脂

16、質(zhì)作用而生成脂性自由基2.細胞膜脂質(zhì)過氧化連鎖反應3.氧自由基介導的蛋白質(zhì)、核酸不可逆的破壞作用 直接阻斷神經(jīng)細胞損傷和血管內(nèi)皮細胞損傷控制腦梗塞進展和癥狀惡化,,,,依達拉奉顯著降低自由基水平,Shen LH, et al. Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24,P318,FigA.B,vs 假手術(shù)組 ：*P<0.01vs.MCAO組：#P <0.01,#,#,#,#,#

17、,#,*,*,*,*,*,*,單藥治療,依達拉奉顯著減輕腦梗死面積,小鼠局灶性腦缺血損傷模型研究目的：探究依達拉奉對模型小鼠MMP-9、細胞凋亡、細胞自噬的影響研究分組：假手術(shù)組、對照組（Ve）、依達拉奉（A、B）,#,#,#p<0.05 vs Ve,mm.2,Liu N, et al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,P69,Fig3(a-e).,單藥治療,依達拉奉減輕細胞凋亡和自噬,細胞數(shù)m

18、m.2,風險比,#,#,#p<0.05 vs Ve,#,#,*p<0.05 vs Sc#p<0.05 vs Ve,*,Liu N, et al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,P70,Fig4(f-g).,單藥治療,降低MMP-9和水通道蛋白的表達,#,#,**p<0.01 vs Sc*p<0.05 vs Sc#p<0.05 vs Ve,*,**,*,風險比,*

19、p<0.05 vs SC#p<0.05 vs Ve,#,#,*,*,*,Liu N, et al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,P105,Tab2.,單藥治療,臨床證實：依達拉奉顯著抑制MMP-9,Isahaya K, et al. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2012 Feb;21(2)102-7.,ng/ML,p=0.042,p=0.037,P105,Tab2

20、.,單藥治療,依達拉奉降低出血性轉(zhuǎn)化風險,,內(nèi)皮細胞,,緊密連接蛋白,,基膜,,自由基,MMP9,A：正常狀態(tài),B：tPA后，缺血再灌注損傷,Yamashita T, et al. Cell Transplant. 2011;20(1)95-7.,P96,Fig1.,出血性轉(zhuǎn)化（HT）,,Yamashita T, et al. J Cereb Blood Flow Metab. 2009 Apr;29(4)715-25,聯(lián)合溶栓,依達

21、拉奉,自由基與MMP-9損傷血管內(nèi)皮,依達拉奉聯(lián)合t-PA,,Deguchi K,et al. Brain Res. 2012 Feb 3;1436168-77,研究目的：探究依達拉奉聯(lián)合t-PA對神經(jīng)修復再生蛋白因子的影響,檢測指標：neurocanSema3ANogo-RGAP43DCC,聯(lián)合溶栓,P169,Par2;:L1-L4;Fig1.,依達拉奉顯著降低t-PA后梗死面積,聯(lián)合溶栓,mm.2,P169,Fig2(A-

22、E).,總梗死面積,p<0.05,p<0.01,Deguchi K,et al. Brain Res. 2012 Feb 3;1436168-77,依達拉奉顯著升高修復蛋白因子,聯(lián)合溶栓,Sema3A表達量（125Da）,Nogo-R表達量(66Da),p<0.01,p<0.01,p<0.01,p<0.01,P170-173,Fig3-Fig6,Deguchi K,et al. Brain Res.

23、2012 Feb 3;1436168-77,依達拉奉改善干細胞治療引起的腦損傷,研究目的：探究依達拉奉聯(lián)合干細胞治療缺血性腦卒中的作用,聯(lián)合干細胞治療,Shen LH, et al. Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24,細胞凋亡率,P318,Par2;Fig1B,P<0.01,%,P<0.01,聯(lián)合依達拉奉顯著改善功能恢復,P320,Fig5,,,,*,神經(jīng)功能評分（mNSS）,神經(jīng)功能恢

24、復情況,,,,,,,,,,*,#,★,#,★,,,,,再灌注時間,MCAO,依達拉奉,BMSCs,聯(lián)合組,▲P <0.05 vs MCAO 對照 <0.05 vs MCAO對照,,★P<0.01 vs BMSCs 組,Shen LH, et al. Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24,*P<0.01 vs MCAO 對照#P<0.01 vs 依達拉奉,,主要內(nèi)

25、容,總結(jié),參考文獻,王志平,孫紅斌.氧自由基與缺血性卒中. 西南軍醫(yī) 2010; 12(3) 534-536.劉揚,李日涵,劉暢. 氧自由基與缺血再灌注損傷.中國中醫(yī)藥咨訊 2010; (10) 210-211.Domínguez C, et al. Oxidative Stress After Thrombolysis-Induced Reperfusion in Human StrokeStroke. 2010 A

26、pr;41(4)653-60李舟,蔣亞平.急性腦梗死患者溶血磷脂酸、丙二醛和超氧化物歧化酶的變化及臨床意義.浙江醫(yī)學 2012; 34(22) : 1818-1820。Alexandrova M et al. Dynamics of free radical processes in acute ischemic stroke:influence on neurological status and outcome. J Clin

27、Neurosci. 2004 Jun;11(5)501-6.Bir LS et al. Increased Serum Malondialdehyde Levels in Chronic Stage of Ischemic Stroke. Exp. Med. 2006 Jan;208(1)33-9.Alexandrova,et al. Oxidative stress during the chronic phase of str

28、oke. Free Rad. Biol. Med.2005, 39, 297-316.Shen LH, et al. .PROTECTIVE EFFECTS OF MCI-186 ON TRANSPLANTATION OF BONE MARROW STROMAL CELLS IN RAT ISCHEMIC STROKE MODEL.Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24.PROTECTIVE Liu

29、N, et al. In vivo optical imaging for evaluating the efficacy of edaravone after transient cerebral ischemia in mice. al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,參考文獻,Isahaya K, et al.. Effects of Edaravone, a Free Radical Scave

30、nger, on Serum Levels of Inflammatory Biomarkers in Acute Brain Infarction. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2012 Feb;21(2)102-7Yamashita T, et al. Vascular Protection and Restorative Therapy in Ischemic StrokeCell Transplant.

31、 2011;20(1)95-7. Yamashita T, et al. Dissociation and protection of the neurovascular unit after thrombolysis and reperfusion in ischemic rat brain. J Cereb Blood Flow Metab. 2009 Apr;29(4)715-25.Deguchi K,et al. Modif