摘要:
目的 通过电凝法阻断小鼠大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA),构建小鼠大脑中动脉闭塞模型(middle cerebral artery occlusion, MCAO),比较模型小鼠和外泌体(exosome,EXO)干预后的模型小鼠神经细胞损伤程度和铁死亡(ferroptosis)相关分子表达量的差异,以探索MCAO发病过程中,外泌体抑制铁死亡,改善缺血性脑卒中的作用机制。 方法 将32只6~8周龄SPF级雄性C57BL/6小鼠随机分为4组,每组8只,假手术组(Sham组)、模型组(MCAO组)、模型+生理盐水组(MCAO+NACL组)、模型+外泌体组(MCAO+EXO组)。利用离心和过滤的方法从人羊膜间充质干细胞(human amniotic mesenchymal stem cells,hAMSCs)的上清培养液中提取外泌体,通过电子显微镜对外泌体的粒径进行分析确认。对MCAO+EXO组的小鼠尾静脉注射1 mL的外泌体,MCAO+NACL组的小鼠尾静脉注射1 mL生理盐水。使用电凝法建立大脑中动脉缺血(MCAO)模型,Sham组暴露大脑中动脉但不实施电凝。采用Longa神经功能缺损评分评价各组小鼠神经功能损害程度,然后进行心脏灌注并取脑。通过TTC 染色法评估各组小鼠脑梗死体积百分比差异;通过HE染色评估各组小鼠脑组织神经细胞的形态特点差异;通过微量法检测各组小鼠脑梗死区及其周围组织亚铁离子(Fe2+)、丙二醛(MDA)、总谷胱甘肽(total glutathione,Total GSH)、氧化型谷胱甘肽(glutathione oxidized,GSSG)和谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量的差异;取适量脑梗死区及周围组织,通过实时RT-PCR方法检测各组小鼠铁死亡相关因子:核因子红细胞相关因子2(NRF2)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的mRNA表达;通过Western blot检测各组小鼠脑梗死区及其周围组织中NRF2、SLC7A11和GPX4的蛋白质表达。 结果 相较于MCAO组,MCAO+EXO组的Longa评分显著降低(P<0.01)。TTC染色发现:MCAO组小鼠脑组织出现明显梗死灶,而MCAO+EXO组脑梗死体积百分比显著减少(P<0.001)。HE染色发现:与Sham组相比,MCAO组出现神经细胞胞体空泡变性、细胞核固缩,深染,细胞核结构不清晰,神经细胞排列不整齐。而相较于MCAO组小鼠,MCAO+EXO组小鼠神经细胞结构较完整,细胞核大而规整,位于细胞中央。微量法检测发现:MCAO组脑梗死区及周围组织Fe2+、MDA含量较Sham组显著上升(P<0.001),MCAO+EXO组Fe2+、MDA含量较MCAO组显著下降(P<0.01)。相较于Sham组,MCAO模型组Total GSH、GSSG、GSH含量显著下降(P<0.01),相较于MCAO组,MCAO+EXO组Total GSH、GSH含量显著上升(P<0.001),GSSG含量无显著差异。实时RT-PCR发现:相较于Sham组,MCAO组NRF2、SLC7A11、GPX4的mRNA表达量均显著下降(P<0.01),相较于MCAO组,MCAO+EXO组NRF2、SLC7A11、GPX4的mRNA表达量显著升高(P<0.05)。Western blot发现:相较于Sham组,MCAO组NRF2、SLC7A11、GPX4的蛋白表达量显著下降(P<0.001)。相较于MCAO组,MCAO+EXO组NRF2、SLC7A11、GPX4的蛋白表达量显著上升(P<0.05)。 结论 在小鼠MCAO模型中,尾静脉注射人羊膜间充质干细胞来源外泌体可以改善运动功能、减少梗死面积、保护神经细胞形态、降低神经损伤程度;外泌体可能通过NRF2/SLC7A11/GPX4通路,减少MCAO模型小鼠脑神经细胞铁死亡而发挥对神经细胞的保护作用。
中图分类号: