亚低温促进大鼠创伤性脑损伤后神经再生的机制研究

作     者：王晶 徐超 李晓红 涂悦 吕方方 梁军 姜伟 孙倩 王丽娜 朱旭 陈江龙 程军 张赛 Wang Jing;Xu Chao;Li Xiaohong;Tu Yue;Lyu Fangfang;Liang Jun;Jiang Wei;Sun Qian;Wang Lina;Zhu Xu;Chen Jianglong;Cheng Jun;Zhang Sai

作者机构：武警部队特色医学中心武警部队脑创伤与神经疾病研究所天津市神经创伤修复重点实验室300162 天津大学精密仪器与光电子工程学院300072 

出 版 物：《中华创伤杂志》 (Chinese Journal of Trauma)

年 卷 期：2019年第35卷第3期

页      面：274-281页

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(81471275,81771352,81671222,81771350) 天津市自然科学基金(16JCYBJC27600) 

主　　题：低温 脑损伤 海马 神经再生 凋亡 

摘      要：目的探讨亚低温能否通过减轻海马神经元细胞凋亡促进创伤性脑损伤(TBI)后海马齿状回区神经再生及认知功能恢复,并探讨其可能机制。方法健康成年SD大鼠66只,按随机数字表法分为假手术组、TBI组及TBI+亚低温组,每组22只。采用液压冲击仪建立大鼠TBI模型,TBI+亚低温组在伤后立即接受亚低温(33.5℃)治疗4 h。5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)腹腔注射标记有丝分裂细胞。Morris水迷宫试验评估大鼠空间学习和记忆能力,免疫荧光染色观察伤后7 d及28 d大鼠海马齿状回区BrdU、微管相关蛋白(DCX)、神经元特异性核蛋白(NeuN)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)及剪切活化caspase-3表达情况,Western blot检测大鼠海马凋亡相关蛋白——自杀相关因子(FAS)/自杀相关因子配体(FASL)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、caspase-3及剪切活化caspase-3表达情况。结果与TBI组比较,TBI+亚低温组伤后28 d水迷宫试验的逃避潜伏期显著缩短[(24.2±5.9)s∶(18.0±4.1)s],目标象限停留时间、平台穿越次数明显增加[(24.9±6.5)s∶(31.7±5.2)s、(1.9±0.8)次∶(3.5±1.2)次](P0.05)。与假手术组比较,TBI组及TBI+亚低温组伤后7 d海马齿状回区BrdU^+新生细胞数[(9.4±4.1)个∶(33.4±3.8)个、(9.4±4.1)个∶(45.8±5.6)个]、伤后7 d BrdU^+/DCX^+新生神经元细胞数[(2.0±0.6)个∶(9.6±1.6)个、(2.0±0.6)个∶(19.2±3.7)个]及伤后28 d BrdU^+/NeuN^+成熟神经元细胞数[(2.6±1.0)个∶(17.2±3.9)个、(2.6±1.0)个∶(33.6±9.1)个]均显著增加,且TBI+亚低温组较TBI组增加更为明显(P均0.01)。与伤后7 d比较,伤后28 d TBI+亚低温组海马齿状回区BrdU^+新生细胞数进一步增加,但TBI组BrdU^+新生细胞数减少[(45.8±5.6)个∶(58.8±9.2)个、(33.4±3.8)个∶(22.0±3.5)个](P0.05或0.01)。与假手术组比较,TBI组伤后7 d损伤侧海马齿状回区剪切活化caspase-3^+NeuN^+及caspase-3^+NeuN^+凋亡神经元细胞数显著增多[(2.0±0.9)个∶(11.6±2.6)个、(2.6±1.0)个∶(10.2±2.9)个],而TBI+亚低温组较TBI组剪切活化caspase-3^+NeuN^+凋亡神经元细胞数减少[(6.6±2.0)个∶(11.6±2.6)个](P均0.05)。与TBI组比较,TBI+亚低温组损伤侧海马FAS、FASL、剪切活化caspase-3及caspase-3表达均下调,Bcl-2表达上调(1.54±0.15∶1.14±0.12、1.06±0.04∶0.80±0.09、0.84±0.03∶0.62±0.08、0.93±0.06∶0.86±0.09、0.71±0.01∶1.58±0.18](P均0.05)。结论亚低温可能通过剪切活化caspase-3、FAS/FASL及Bcl-2途径减轻TBI后海马神经元细胞凋亡,促进TBI后海马齿状回区神经元细胞再生及成熟,进而促进大鼠认知功能恢复。提示亚低温诱导的抗海马细胞凋亡及促神经元细胞再生及成熟作用可能对TBI患者预后具有潜在预测作用。