大鼠体外循环后脑损伤与尿酸代谢的关系研究

作     者：于婷婷 喻田 王海英 邓胜利 张琳 程翅 

作者机构：遵义医科大学附属医院麻醉科 遵义医科大学麻醉与器官保护基础研究重点实验室 

出 版 物：《解放军医学杂志》 (Medical Journal of Chinese People's Liberation Army)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(82060128) 贵州省高层次人才创新创业择优资助项目[(2021)06号] 遵义市科技计划[遵市科合HZ(2019)108号] 遵义医科大学学术新苗培养及创新探索专项项目黔科合平台人才(5733-007) 

主　　题：体外循环 脑损伤 尿酸 代谢组学 转录组学 

摘      要：目的 探究大鼠体外循环(CPB)后脑损伤与尿酸代谢的关系。方法 将健康雄性SD大鼠分为假手术组与CPB组，每组12只。假手术组仅行血管穿刺，不进行CPB转流；CPB组建立CPB模型，转流时长110 min，结束后采集脑组织。CPB前收集微透析液1 h，CPB开始后收集微透析液1 h。采用TUNEL染色检测大鼠下丘脑室旁核(PVN)区域细胞凋亡情况，实时荧光定量PCR检测大脑皮质及下丘脑中Bax mRNA的表达，Western blotting检测凋亡相关蛋白的表达。采用RNA-seq分析两组脑组织中的差异表达基因(DEGs)，基因本体论(GO)分析DEGs富集的通路，使用String在线软件和Cytoscape软件构建蛋白互作(PPI)网络并筛选出关键基因；采用液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)分析CPB前后PVN处微透析液的差异代谢物并进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。采用尿酸测定试剂盒检测下丘脑中的尿酸浓度，采用实时荧光定量PCR检测下丘脑中尿酸代谢关键酶[XDH(黄嘌呤还原酶)、ADA(腺苷脱氨酶)]及尿酸转运体[OAT1(有机阴离子转运体家族蛋白1)、OAT3(有机阴离子转运体家族蛋白3)、ABCG2(ATP结合盒式转运体亚家族G成员2)、GLUT9(葡萄糖转运体9)]基因的表达。结果 实时荧光定量PCR检测结果显示，与假手术组比较，CPB组大鼠大脑皮质及下丘脑中Bax mRNA相对表达量明显升高(P0.05)。TUNEL染色结果显示，CPB组大鼠PVN区域细胞凋亡率明显增高(19.0%±5.0% vs. 7.6%±0.8%，P=0.01)。Western blooting检测结果显示，与假手术组比较，CPB组大鼠下丘脑中Bcl2/Bax比值明显升高(P0.05)。假手术组与CPB组大鼠脑组织中的DEGs共2829个，其中上调基因1374个，下调基因1455个。尿酸代谢相关通路主要富集于嘌呤核苷酸代谢、嘌呤核苷单磷酸代谢、嘌呤核苷三磷酸代谢、嘌呤核糖核苷酸代谢及生物合成、嘌呤核糖核苷单磷酸盐代谢及生物合成、嘌呤核糖核苷三磷酸代谢及生物合成等。两组微透析液差异代谢物共21种，其中上调代谢物16种，下调代谢物5种；KEGG富集分析得到7条显著富集的代谢通路，其中烟酸盐和烟酰胺代谢通路与尿酸代谢密切相关。RNA-seq与微透析液LC-MS/MS分析结果均提示CPB组尿酸代谢发生改变。CPB后下丘脑组织中尿酸浓度明显升高(P0.01)，XDH、ADA mRNA相对表达量明显增高(P0.05)，ABCG2、OAT1、OAT3、GLUT9 mRNA相对表达量明显降低(P0.001)。结论 CPB过程中脑组织尿酸代谢发生了改变，而尿酸代谢改变可能是CPB后脑损伤的一个重要机制。