缺氧预处理对颅脑损伤大鼠皮层Nrf2及HO-1表达变化的影响

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2015.04.009

目的

研究缺氧预处理对颅脑损伤大鼠皮层核转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)表达变化的影响。

方法

216只SD雄性大鼠，随机分为对照组(Con)、缺氧预处理组(HP)、颅脑损伤组(TBI)、缺氧预处理+颅脑损伤组(HP+TBI)；Con和HP组各12只，TBI和HP+TBI组根据伤后处死时间再分为1 h、3 h、6 h、12 h、24 h、3 d、7 d、14 d八亚组，每组12只。采用改良的Feeney’s自由落体装置制作颅脑损伤大鼠模型，先在低压氧舱内处理3 d(-50 kPa、3 h/d)制作缺氧预处理模型。四组均用免疫组化和Western blotting测定Nrf2、HO-1的表达变化。

结果

颅脑损伤后皮层Nrf2和HO-1在伤后1 h开始表达升高，24 h达高峰，3 d后下降，1 h～7 d各时间点，TBI与Con组、HP+TBI与HP组相比，差异有统计学意义(P＜0.05)。单纯3 d缺氧预处理后HP组与Con组比较，Nrf2、HO-1的表达差异无统计学意义；伤后1 h～7 d，HP+TBI组Nrf2、HO-1表达较TBI组更高，差异有统计学意义(P＜0.05)。

结论

缺氧预处理进一步增加大鼠颅脑损伤后皮层Nrf2、HO-1表达，提高颅脑损伤后脑组织的抗氧化能力。

关键词: 颅脑损伤, 核转录因子E2相关因子2, 血红素加氧酶1, 缺氧预处理

Objective

To investigatetheexpression changesof nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2)and heme oxygenase-1(HO-1)in rat cortex following traumatic brain injury after hypoxic preconditioning.

Methods

Two hundred and sixteen adult male Sprague Dawley rats were randomly divided into control group(Con),hypoxic preconditioning group(HP),traumatic brain injury group(TBI)and hypoxic preconditioning+traumatic brain injury group(HP+TBI).Con and TBI groups had 12 rats respectively,TBI or HP+TBI group was subdivided into 8 groups according to sacrifice time points,namely group 1 h,3 h,6 h,12 h,24 h,3 d,7 d and 14d(n=12).TBImodels were made by the Feeney’s improved equipment and hypoxic preconditioning models were made by Hypobaric chamber for 3 days(-50kPa、3 h/d).The expression of Nrf2 and HO-1 in the brain cortex was detected by immunohistochemistry and western blotting.

Results

The expression of Nrf2 and HO-1 began to increase at 1 h,reached the peak at 24 h,and decreased slowly at 3 d after TBI.At the time points of 1 h to 7 d,the expression of Nrf2 and HO-1 in the HP+TBIor TBIgroup was significantly higher than those in the Con or HPgroup(p<0.05).After consecutive three days hypoxic preconditioning,the expression of Nrf2 and HO-1 had no significant difference between HPand Con groups,but the expression of Nrf2 and HO-1 in the HP+TBI group was higher than those in the TBI group from 1 h to 7 d(p<0.05).

Conclusion

Hypoxic preconditioning up-regulates the expression of Nrf2 and HO-1 in the brain cortex,which enhancestheanti-oxidativeability of brain after TBI.

Key words: Traumatic brain injury, Nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Heme ox-ygenase-1, Hypoxic preconditioning

表1 各组大鼠皮层中Nrf2、HO-1免疫组化平均光密度比较(±s)

		对照组	伤后1 h	伤后3 h	伤后6 h	伤后12 h	伤后24 h	伤后3 d	伤后7 d	伤后14 d	F值	P值
例数		6	6	6	6	6	6	6	6	6
Nrf2光密度	未缺氧	0.134±0.024	0.170±0.031^a	0.187±0.034^a	0.227±0.018^a	0.266±0.036^a	0.330±0.035^a	0.224±0.028^a	0.152±0.025^a	0.136±0.018^a	31.640	0.000
Nrf2光密度	缺氧预处理	0.141±0.023	0.219±0.026^ab	0.265±0.030^ab	0.309±0.047^ab	0.356±0.029^aba	0.450±0.037^ab	0.303±0.056^ab	0.215±0.040^ab	0.165±0.032	41.672	0.000
HO-1光密度	未缺氧	0.144±0.025	0.177±0.026^a	0.207±0.032^a	0.252±0.045^a	0.304±0.041^a	0.371±0.037^a	0.260±0.031^a	0.186±0.034^a	0.147±0.029	30.132	0.000
HO-1光密度	缺氧预处理	0.149±0.029	0.216±0.031^ab	0.250±0.035^ab	0.325±0.049^ab	0.374±0.049^ab	0.447±0.045^ab	0.326±0.050^ab	0.234±0.035^ab	0.162±0.016	38.515	0.000

表1 各组大鼠皮层中Nrf2、HO-1免疫组化平均光密度比较(±s)

		对照组	伤后1 h	伤后3 h	伤后6 h	伤后12 h	伤后24 h	伤后3 d	伤后7 d	伤后14 d	F值	P值
例数		6	6	6	6	6	6	6	6	6
Nrf2光密度	未缺氧	0.134±0.024	0.170±0.031^a	0.187±0.034^a	0.227±0.018^a	0.266±0.036^a	0.330±0.035^a	0.224±0.028^a	0.152±0.025^a	0.136±0.018^a	31.640	0.000
Nrf2光密度	缺氧预处理	0.141±0.023	0.219±0.026^ab	0.265±0.030^ab	0.309±0.047^ab	0.356±0.029^aba	0.450±0.037^ab	0.303±0.056^ab	0.215±0.040^ab	0.165±0.032	41.672	0.000
HO-1光密度	未缺氧	0.144±0.025	0.177±0.026^a	0.207±0.032^a	0.252±0.045^a	0.304±0.041^a	0.371±0.037^a	0.260±0.031^a	0.186±0.034^a	0.147±0.029	30.132	0.000
HO-1光密度	缺氧预处理	0.149±0.029	0.216±0.031^ab	0.250±0.035^ab	0.325±0.049^ab	0.374±0.049^ab	0.447±0.045^ab	0.326±0.050^ab	0.234±0.035^ab	0.162±0.016	38.515	0.000

图1 各组大鼠皮层中Nrf2表达的染色(DAB,×400) A：Con组，B、C、D：TBI组3 h、24 h、7 d，E：HP组，F、G、H：HP+TBI组3 h、24 h、7 d

图2 各组皮层中HO-1表达的染色(DAB,×400) A：Con组，B、C、D：TBI组3 h、24 h、7 d，E：HP组，F、G、H：HP+TBI组3 h、24 h、7 d

表2 各组大鼠皮层中Nrf2、HO-1相对表达量比较(±s)

		对照组	伤后1 h	伤后3 h	伤后6 h	伤后12 h	伤后24 h	伤后3 d	伤后7 d	伤后14 d	F值	P值
例数		6	6	6	6	6	6	6	6	6
Nrf2/β-actin	未缺氧	0.223±0.028	0.309±0.019^a	0.387±0.029^a	0.520±0.029^a	0.667±0.047^a	0.771±0.069^a	0.466±0.031^a	0.334±0.034^a	0.219±0.014	82.204	0.000
Nrf2/β-actin	缺氧预处理	0.247±0.048	0.367±0.041^ab	0.512±0.039^ab	0.647±0.031^ab	0.834±0.051^ab	1.051±0.112^ab	0.603±0.053^ab	0.389±0.072^ab	0.224±0.032	110.888	0.000
HO-1/β-actin	未缺氧	0.239±0.036	0.320±0.030^a	0.406±0.028^a	0.532±0.039^a	0.657±0.049^a	0.806±0.042^a	0.516±0.046^a	0.363±0.040^a	0.244±0.036	73.221	0.000
HO-1/β-actin	缺氧预处理	0.261±0.029	0.422±0.040^ab	0.529±0.061^ab	0.648±0.050^ab	0.792±0.066^ab	1.016±0.093^ab	0.716±0.083^ab	0.487±0.063^ab	0.277±0.049	47.324	0.000

表2 各组大鼠皮层中Nrf2、HO-1相对表达量比较(±s)

		对照组	伤后1 h	伤后3 h	伤后6 h	伤后12 h	伤后24 h	伤后3 d	伤后7 d	伤后14 d	F值	P值
例数		6	6	6	6	6	6	6	6	6
Nrf2/β-actin	未缺氧	0.223±0.028	0.309±0.019^a	0.387±0.029^a	0.520±0.029^a	0.667±0.047^a	0.771±0.069^a	0.466±0.031^a	0.334±0.034^a	0.219±0.014	82.204	0.000
Nrf2/β-actin	缺氧预处理	0.247±0.048	0.367±0.041^ab	0.512±0.039^ab	0.647±0.031^ab	0.834±0.051^ab	1.051±0.112^ab	0.603±0.053^ab	0.389±0.072^ab	0.224±0.032	110.888	0.000
HO-1/β-actin	未缺氧	0.239±0.036	0.320±0.030^a	0.406±0.028^a	0.532±0.039^a	0.657±0.049^a	0.806±0.042^a	0.516±0.046^a	0.363±0.040^a	0.244±0.036	73.221	0.000
HO-1/β-actin	缺氧预处理	0.261±0.029	0.422±0.040^ab	0.529±0.061^ab	0.648±0.050^ab	0.792±0.066^ab	1.016±0.093^ab	0.716±0.083^ab	0.487±0.063^ab	0.277±0.049	47.324	0.000

图3 Nrf2、HO-1在Con与TBI组蛋白的表达

图4 Nrf2、HO-1在HP与HP+TBI组蛋白的表达

［1］	Hatic H,Kane MJ,Saykally JN,et al.Modulation of transcription factor Nrf2 in an in vitro model of traumatic brain injury［J］.JNeurotrauma,2012,29(6):1188-1196.
［2］	Yan W,Wang HD,Hu ZG,et al.Activation of Nrf2-ARE pathway in brain after traumatic brain injury［J］.Neurosci Lett,2008,431(2):150-154.
［3］	Obrenovitch TP.Molecular physiology of preconditioning induced brain tolerance to ischemia［J］.Physiol Rev,2008,88(1):211-247.
［4］	Huang XS,Chen HP,Yu HH,et al.Nrf2-dependent upregulation of antioxidative enzymes:a novel pathway for hypoxic preconditioning-mediated delayed cardioprotection［J］.Mol Cell Biochem,2013,Sep 19.［Epub ahead of print］.
［5］	疏龙飞,刘家传,王金标,等.缺氧预处理对颅脑损伤大鼠抗氧化应激和神经功能的影响［J］.中华神经医学杂志,2014,13(6):576-580.
［6］	Bryan HK,Olayanju A,Goldring CE,et al.The Nrf2 cell defence pathway:Keap1-dependent and-independent mechanisms of regulation［J］.Biochem Pharmacol,2013,85(6):705-717.
［7］	孟华星,郭军红,严澎.重组人促红细胞生成素对急性脑缺血大鼠Nrf2及HO-1表达的影响［J］.中华神经医学杂志,2012,11(2):134-137.
［8］	Wang Z,Ma C,Meng CJ,et al.Melatonin activates the Nrf2-ARE pathway when it protects against early brain injury in a subarachnoid hemorrhage model［J］.JPineal Res,2012,53(2):129-137.
［9］	Tanji K,Maruyama A,Odagiri S,et al.Keap1 is localized in neuronal and glial cytoplasmic inclusions in various neurodegenerative diseases［J］.J Neuropathol Exp Neurol,2013,72(1):18-28.

[1]	从长春, 王春琳, 武孝刚, 王金标, 章福彬, 孙磊, 王李. 重型颅脑损伤患者呼吸机相关性肺炎的危险因素及病原学分析[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(03): 151-157.
[2]	毛进鹏, 陶治鹤, 刘琦, 王勇, 周明安, 陈劲松, 田少斌. 保守治疗大量创伤性硬膜外血肿的体会（附10例报告）[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(03): 164-168.
[3]	辛强, 朱文豪, 何川, 李文臣, 陈勃, 王海峰. 神经胶质细胞来源的外泌体miRNAs对创伤性颅脑损伤后神经炎症的影响[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(03): 169-173.
[4]	鹿海龙, 朱玉辐, 贺雪凤, 蔡廷江, 王栋, 朱圣玲, 张恩刚, 王策. 创伤性颅脑损伤二次手术的危险因素分析及预警模型构建[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(02): 97-101.
[5]	李鑫, 刘炳辉, 程名, 王凡, 刘玉明, 周绍明. 基于Rotterdam CT评分评估的颅脑损伤术中控制性减压的临床应用价值[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(01): 16-21.
[6]	刘彪, 巍山, 关永胜. 基于Rotterdam CT评分及凝血功能指标的创伤性颅脑损伤预后预测模型的构建与验证[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(01): 22-27.
[7]	罗丹, 柏宋磊, 易峰. HMGB1-TLR2/TLR4/RAGE通路与颅脑损伤并发认知功能障碍病情变化的关系研究[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(01): 28-34.
[8]	袁宝玉, 管义祥, 王东流, 陆正. 不同时机颅骨修补术治疗颅脑外伤的临床疗效[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2024, 10(01): 35-41.
[9]	沈汉超, 何炯周, 田君, 魏梁锋, 王守森. 老年重型颅脑损伤合并脑疝患者预后不良的危险因素分析[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2023, 09(06): 350-354.
[10]	聂玉金, 曹培成. 创伤性颅脑损伤患者保守治疗发生脑积水的危险因素分析[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2023, 09(06): 355-359.
[11]	张卓媛, 杨二万, 田志成, 包明冬, 罗鹏. 慢性创伤性脑病的研究新进展[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2023, 09(06): 360-366.
[12]	唐春雨, 李倩, 郭姗姗, 叶奇, 张丹. 创伤性颅脑损伤神经生理学特征[J]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2023, 09(06): 367-371.
[13]	胡志恒, 任洪波, 宋志远, 张运刚, 韩晓正. 血清sTIM-3及其配体Gal-9、CEACAM-1与创伤性颅脑损伤患者脑损伤程度及预后的关系[J]. 中华脑科疾病与康复杂志(电子版), 2024, 14(04): 201-207.
[14]	王晓静, 林家汉, 周桔丰, 李晨翠. 不同时机营养支持在改善重型颅脑损伤患者营养状态及免疫功能中的应用[J]. 中华脑科疾病与康复杂志(电子版), 2023, 13(06): 335-339.
[15]	李建, 张立, 高嵘, 倪海波, 宋照明, 陈周青, 王中. 创伤性脑血管损伤的识别和治疗[J]. 中华脑血管病杂志(电子版), 2023, 17(06): 596-603.

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