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

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