褪黑素通过Akt/Nrf2/Gpx4减轻新生大鼠海马神经元铁死亡的研究

作     者：孙梦雅 赵亮 姜红 张沂洁 王倩 张璐璐 秦苗 Sun Mengya;Zhao Liang;Jiang Hong;Zhang Yijie;Wang Qian;Zhang Lulu;Qin Miao

作者机构：青岛大学附属医院新生儿科青岛266000 青岛大学附属医院超声科青岛266000 

出 版 物：《中华新生儿科杂志（中英文）》 (Chinese Journal of Neonatology)

年 卷 期：2024年第39卷第8期

页      面：486-492页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100202[医学-儿科学] 10[医学] 

基　　金：山东省自然科学基金青年项目(ZR2020QH054) 

主　　题：早产儿脑损伤 褪黑素 海马神经元 铁死亡 Akt/Nrf2/Gpx4通路 

摘      要：目的探讨褪黑素对早产儿脑损伤(brain injury in premature infants,BIPI)模型大鼠海马神经元损伤的保护作用及机制。方法选择3日龄雌性SD大鼠144只,随机分为假手术组、BIPI模型组、褪黑素干预组、褪黑素+MK-2206干预组各36只。BIPI模型组、褪黑素干预组和褪黑素+MK-2206干预组采用脂多糖预处理+缺氧缺血法制作BIPI模型,后两组在造模过程中分别应用褪黑素和褪黑素+MK-2206进行干预。各组于实验第7天处死30只大鼠,取右侧海马组织,采用苏木精-伊红染色观察海马病理损伤情况,透射电镜观察线粒体超微结构改变,实时荧光定量聚合酶链反应和Western blot检测海马神经元p-蛋白激酶B(protein kinase B,PKB或Akt)、核因子E2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)mRNA和蛋白表达情况,活性氧(reactive oxygen species,ROS)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和组织铁含量检测试剂盒检测ROS、GSH和铁水平。各组剩余6只大鼠于日龄21 d时进行Morris水迷宫实验,检测大鼠学习记忆能力。结果与假手术组相比,BIPI模型组大鼠海马CA1区神经元细胞排列散乱、数量减少、细胞核变小;线粒体体积缩小、基质溶解、嵴消失,呈明显的铁死亡改变;海马组织ROS和铁含量升高,GSH水平下降;学习和记忆能力降低;p-Akt/Akt、Nrf2 mRNA和蛋白表达升高,但GPX4 mRNA和蛋白表达降低。与BIPI模型组相比,褪黑素干预组大鼠海马CA1区的病理改变和线粒体病变减轻,ROS和铁含量降低,GSH水平升高,学习记忆能力改善,p-Akt/Akt、Nrf2和GPX4 mRNA和蛋白表达升高。与褪黑素干预组相比,褪黑素+MK-2206干预组p-Akt/Akt、Nrf2和GPX4 mRNA和蛋白表达均下降。结论BIPI模型大鼠海马神经元存在铁死亡,褪黑素可通过调节Akt/Nrf2/Gpx4通路抑制海马神经元铁死亡的发生,改善BIPI模型大鼠的学习记忆功能。