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原花青素對2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血保護作(zuò)用的研究

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目前普遍認為(wèi),糖尿病是腦梗死的一(yī)個重要(yào)危險因素,其合并腦梗死的相對危險程度是非糖尿病患者的2-3倍。由于近年(nián)來老(lǎo)年(nián)人(rén)口的不斷增多,糖尿病患者的比例逐年(nián)上(shàng)升,2型糖尿病合并腦梗死已成為(wèi)當前嚴重危害人(rén)類生命與健康的常見(jiàn)病,其發病後症狀重、預後差、死亡率高,給社會和(hé)家庭帶來的沉重負擔已越來越引起學者的關注。目前雖已有各種類型藥物(wù)用于臨床,但(dàn)療效均不理想。

      半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)被認為(wèi)是細胞凋亡蛋白酶級聯反應的必經之路,在各種因素啓動的凋亡程序中起最後樞紐作(zuò)用。有研究報導在超負荷血糖或胰島素缺乏條件下(xià),Caspase-3參與了(le)2型糖尿病加重腦缺血再灌注後海(hǎi)馬神經元損傷的病理過程,推測Caspase-3介導的細胞凋亡機制可(kě)能(néng)是2型糖尿病加重腦缺血再灌注海(hǎi)馬神經元損傷的機制之一(yī)。

     JAK/STAT途徑是一(yī)條重要(yào)的信号轉導途徑,在轉導細胞因子信号中扮演着十分重要(yào)的角色。這(zhè)種途徑通(tōng)過穿膜受體将細胞外(wài)多肽信号信息直接傳送到核內(nèi)的靶基因啓動子,發揮信号轉導子與基因轉錄活化子蛋白的雙重作(zuò)用,是一(yī)種不需要(yào)第二信使的比較簡單的轉錄化轉錄調控機制。腦缺血時(shí)能(néng)引起大量細胞因子和(hé)生長(cháng)因子的釋放,這(zhè)些因子能(néng)夠激活JAK/STAT信号通(tōng)路,現已證實腦缺血可(kě)以誘導STAT1蛋白表達增加,使JAK/STAT信号通(tōng)路激活。腦缺血能(néng)誘導磷酸化STAT1蛋白活化及核轉位,它們通(tōng)過調節與凋亡和(hé)細胞死亡相關蛋白Caspase-3的轉錄與磷酸化參與了(le)缺血性腦損傷的過程。

     原花青素(PC)具有抗氧化、降低(dī)毛細血管通(tōng)透性和(hé)對心血管具有多種藥理作(zuò)用。其含有大量活性酚羟基使其具有很(hěn)強的抗氧化及清除各種活性氧自(zì)由基的能(néng)力,從(cóng)藥理機制和(hé)腦血管病發病機制上(shàng)看(kàn),PC對缺血性腦血管病應有較好的作(zuò)用。

     本實驗建立在上(shàng)述研究的基礎之上(shàng),利用2型糖尿病局竈性腦缺血大鼠模型,PC為(wèi)幹預手段,觀察2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血術(shù)後24h的神經行(xíng)為(wèi)學評分,腦組織病理形态學變化,及免疫組化法觀察腦組織STAT1,Caspase-3蛋白表達的變化。進一(yī)步探讨PC對2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血的神經保護機制,為(wèi)其臨床應用提供理論依據。 我們的結論是:2型糖尿病能(néng)加重缺血性腦損傷,PC對2型糖尿病局竈性腦缺血大鼠具有神經保護作(zuò)用,其機制可(kě)能(néng)使通(tōng)過降低(dī)STAT1蛋白的表達,影響JAK/STAT信号轉導途徑,進而減少(shǎo)Caspase-3表達,最終抑制細胞凋亡有關。

     實驗結果已撰寫成論文發表于SCI收錄雜(zá)Neuroendocrinology Letters: Song CG, Yang X, Min LQ, Liu CX, Zhao CS. The effect of procyanidin on expression of STAT1 in type 2 diabetes mellitus SD rats with focal cerebral ischemia. Neuroendocrinol Lett.2014; 35(1):68-72. 主要(yào)科技創新

     本實驗對建立2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血模型及在此基礎上(shàng)的藥物(wù)幹預進行(xíng)了(le)研究,本2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血模型更接近于臨床。腦缺血後可(kě)以有多種途徑最終通(tōng)過Caspase-3實現神經細胞的凋亡,包括JAK/STAT信号通(tōng)路,本實驗從(cóng)PC是否通(tōng)過影響JAK/STAT信号通(tōng)路導緻凋亡基因Caspase-3減少(shǎo)最終實現腦保護作(zuò)用的角度進行(xíng)了(le)研究,目前國(guó)際上(shàng)未見(jiàn)相關研究報道(dào),具有很(hěn)強的創新性。查新點所述“原花青素(PC)通(tōng)過影響JAK/STAT信号通(tōng)路導緻凋亡基因Caspase-3減少(shǎo)最終實現對2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血模型的腦保護作(zuò)用”,雖然,文獻1-5分别提及了(le)原花青素對2型糖尿病SD大鼠局竈性腦缺血具有保護作(zuò)用,但(dàn)未見(jiàn)提及“原花青素通(tōng)過影響JAK/STAT信号通(tōng)路導緻凋亡基因Caspase-3減少(shǎo)”來實現對2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血模型的腦保護作(zuò)用;文獻6、7為(wèi)該查新委托人(rén)(本溪市中心醫(yī)院 宋程光(guāng))所著文獻。

     結論如(rú)下(xià):關于原花青素對2型糖尿病SD大鼠局竈性腦缺血具有保護作(zuò)用,已分别有文獻報道(dào)。但(dàn)該委托單位完成的以查新點[原花青素(PC)通(tōng)過影響JAK/STAT信号通(tōng)路導緻凋亡基因Caspase-3減少(shǎo)最終實現對2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血模型的腦保護作(zuò)用]為(wèi)主要(yào)特征的“原花青素對2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血保護作(zuò)用的研究”,未見(jiàn)國(guó)內(nèi)文獻報道(dào)。

     本研究探讨原花青素(PC)對2型糖尿病局竈性腦缺血大鼠的神經保護作(zuò)用及其可(kě)能(néng)的機制,為(wèi)其臨床應用提供理論依據。

     我們選用健康Sprague-Dawley大鼠雌雄各半,随機分為(wèi)正常大鼠單純缺血組,2型糖尿病單純缺血組,PC三個劑量組(PC-1、2、3組,分别以PC粉劑50mg/kg.次、100mg/kg.次、200mg/kg.次)。制作(zuò)2型糖尿病大鼠局竈性腦缺血模型,進行(xíng)神經行(xíng)為(wèi)學評分,HE染色,免疫組化SABC染色法對信号轉導及轉錄激活因子1(STAT1)、凋亡級聯反應的關鍵蛋白酶-半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)進行(xíng)定量分析,統計大鼠缺血側大腦皮質缺血半暗帶區(qū)每高倍鏡視(shì)野STAT1和(hé)Caspase-3蛋白的陽性細胞數(shù)。 與正常大鼠單純缺血組比較:2型糖尿病單純缺血組大鼠腦組織STAT1、Caspase-3 陽性細胞數(shù)增多,神經行(xíng)為(wèi)學評分明(míng)顯升高(P<0.01),HE染色示神經細胞受損明(míng)顯;與2型糖尿病單純缺血組比較:PC-1、2、3組均能(néng)使STAT1、Caspase-3 蛋白表達減少(shǎo),神經行(xíng)為(wèi)學評分降低(dī)(P<0.01),改善神經細胞的受損程度,其中PC-2、3組較PC-1組作(zuò)用更明(míng)顯(P<0.01),但(dàn)PC-2、3組間(jiān)無明(míng)顯差異(P >0.05)。

     我們的結論是:2型糖尿病能(néng)加重缺血性腦損傷,PC對2型糖尿病局竈性腦缺血大鼠具有神經保護作(zuò)用,其機制可(kě)能(néng)使通(tōng)過降低(dī)STAT1蛋白的表達,影響JAK/STAT信号轉導途徑,進而減少(shǎo)Caspase-3表達,最終抑制細胞凋亡有關。目前國(guó)際上(shàng)尚未見(jiàn)相關研究報道(dào)。 本實驗結果已撰寫成論文發表于SCI收錄雜(zá)志Neuroendocrinology Letters: Song CG, Yang X, Min LQ, Liu CX, Zhao CS. The effect of procyanidin on expression of STAT1 in type 2 diabetes mellitus SD rats with focal cerebral ischemia. Neuroendocrinol Lett.2014; 35(1):68-72.