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编号:12176537
大鼠脑血肿周围Caspase-3的表达与神经细胞凋亡的关系(2)
http://www.100md.com 2012年1月25日 李建设 白宏英
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    参见附件。

     2 结果

    2.1 脑血肿周围Caspase-3的表达

    假手术组尾状核组织可见Caspase-3表达,表达水平很低,各时点表达水平的差异无统计学意义(P > 0.05)。出血组脑血肿周围组织Caspase-3有较强的表达,6 h表达开始升高,24 h Caspase-3表达水平达到峰值,96 h仍有表达,多组间阳性细胞的平均积分光密度值比较差异有统计学意义(P < 0.01);出血组与假手术组同一时间点Caspase-3的表达水平比较,差异有统计学意义(P < 0.01)。见表1。

    2.2 原位末端标记法染色

    光学显微镜下凋亡细胞的染色质集聚于细胞核内,靠近核膜,假手术组仅见极少量凋亡神经细胞。出血组凋亡神经细胞主要分布于血肿周边,6 h凋亡细胞即增多,48 h神经细胞凋亡达峰值,96 h神经细胞凋亡减少,多亚组间凋亡指数比较,差异有统计学意义(P < 0.01)。出血组与假手术组之间同一时间点凋亡指数比较,差异有统计学意义(P < 0.01)。见表2。

    2.3 血肿周围细胞凋亡与Caspase-3表达的相关性

    凋亡指数与前一时间点Caspase-3的表达呈正相关(r = 0.956,P < 0.05)。见表3。

    3 讨论

    正常细胞中Caspase-3以酶原Procaspase-3形式存在,在多种蛋白水解酶的催化作用下,Procaspase-3发生裂解而活化[3]。本研究显示:出血组Caspase-3的表达主要分布于脑血肿周围,表达从6 h开始逐渐增高,24 h达峰,4 d时表达明显减少,24 h与12 h相比差异有统计学意义(P < 0.05)。同时点出血组与假手术组Caspase-3的表达比较差异有统计学意义(P < 0.01)。此结果与吴家幂等[4]的研究结果相似,提示脑出血激发了血肿周围脑组织Caspase-3的表达。

    血肿周围脑组织Caspase-3的表达的机制可能有以下方面:①已有研究证实脑血肿周围Fas(自杀相关因子)高表达[5],Fas在胞内与Fas死亡结构域链接蛋白(FADD)和Procaspase-8共同组成死亡信号复合体(DISC)使Procaspase-8发生自身催化,Caspase-8随后激活Caspase-3;②脑出血后产生自由基、乳酸中毒和Ca2+内流增加导致线粒体内大量细胞色素C释放入细胞浆,在三磷酸腺苷存在的条件下细胞色素C与凋亡蛋白酶激活因子-1结合,再结合Caspase-9前体并激活Caspase-9,进而激活Caspase-3;③Caspase-3酶原也能聚集和自我活化[6]。

    本研究显示出血组凋亡细胞主要分布于血肿周边区,远离血肿的脑组织凋亡细胞逐渐减少。6 h开始逐渐增高,48 h达峰,96 h凋亡细胞有所减少,但仍维持在较高水平,各时间点凋亡指数差异有统计学意义(P < 0.01)。本研究显示,凋亡的神经细胞与Caspase-3的表达在空间上具有一致性,主要分布于血肿周边区的脑组织,提示Caspase-3参与了脑出血血肿周围神经细胞的凋亡。细胞凋亡主要涉及了Fas介导的死亡受体途径,活化的Fas通过形成死亡信号复合体,活化Caspase-3,继而裂解ICAD而释放CAD,CAD降解胞核内的染色体DNA[7],致使血肿周围神经细胞凋亡。另外Fas介导的死亡受体途径中活化的Caspase-8也可启动细胞凋亡的线粒体路径,活化Caspase-3,进而致神经细胞凋亡。脑出血后血肿周围神经细胞钙内流超载,细胞内外钙离子失衡,启动细胞凋亡的内质网路径,活化Caspase-12,进而活化Caspase-3,引发神经细胞凋亡[8]。因此脑出血后神经细胞凋亡可能是通过Fas介导的死亡受体路径、线粒体路径和内质网路径共同完成的,这三个路径的交联点为Caspase-3,印证了Caspase-3为细胞凋亡过程中的关键酶的观点。

    qCaspase-3的高表达时间早于细胞凋亡的出现,细胞凋亡过程可能是抑凋亡基因、促凋亡基因、细胞因子间相互作用,此复杂过程需要能量,需要合成核糖核酸、蛋白质等,所以,从凋亡的启动到典型的凋亡形态的出现需数小时或数天不等。以上结果表明血肿周围神经凋亡与Caspase-3的表达具有相关性,Caspase-3、凋亡参与了大鼠脑血肿周围脑组织损伤的病理生理过程。

    [参考文献]

    [1] Yuan J,Yankner BA. Apoptosis in the nervous system[J]. Nature,2000,407(6805):802-809.

    [2] Xue M,Del Bigio MR. Intracerebral injection of autologous whole blood in rats:time course of inflammation and cell death[J] ......

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