神经生长因子及其受体在缺血缺氧性脑损伤中的作用机制.doc
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1、目 录一、中文摘要 I二、英文摘要II三、引 言1四、正 文材料与方法3结果5讨 论 10结 论 20 参考文献 21五、综 述 正 文24参考文献 29六、后 记 33中 文 摘 要目的:通过对大鼠缺血缺氧性脑损伤模型注射不等含量的神经生长因子,并和正常大鼠模型的不同部位神经生长因子浓度和受体含量进行对比,得出神经生长因子和其受体在缺血缺氧性脑损伤中的作用机制,为临床指导治疗缺血缺氧性脑损伤提供依据。方法:1.大鼠模型资料:选取南方医科大学动物中心的16-18周大鼠若干只,雌雄不限,模型均随机筛选,统计结果无统计学差异。2.方法:将这些随机抽取的大鼠模型一共50只,按照是否手术和手术注射神经
2、生长因子的情况的不同分为5组,A组的大鼠模型正常喂养,B组的大鼠模型做左颈动脉结扎手术,并且在持续喂养时每日注射生理盐水;C组的大鼠模型做左颈动脉结扎手术,并且在持续喂养时每日注射鼠神经生长因子30ug;D组的大鼠模型做左颈动脉结扎手术,并且在持续喂养时每日注射鼠神经生长因子60ug;E组的大鼠模型做左颈动脉结扎手术,并且在持续喂养时每日注射鼠神经生长因子90ug,比较这五组大鼠模型在术后1天、术后一周、术后两周、术后四周这几个时间段头部、腹部和尾部不同部位神经生长因子浓度和TrkB受体含量的变化情况。3.数据分析:各组大鼠模型的基本资料情况经正态性检查,服从正态分布,且各组间无统计学差异。使
3、用SAS6.12统计学软件按照2*2析因设计进行统计学分析,分别通过对大鼠模型术后的统计指标结果做出评估。数值型变量以均数标准差表示。结果:五组大鼠模型在术后相同时间内同组不同部位的神经生长因子浓度和TrkB受体含量的统计学差异具有统计学意义(P0.05);在术后相同时间内不同组别同部位的神经生长因子浓度和TrkB受体含量的统计学差异具有统计学意义(P0.05);在术后不同时间内同组别同部位的神经生长因子浓度和TrkB受体含量的统计学差异具有统计学意义(P0.05)。关键词:神经生长因子;TrkB受体;缺血缺氧性脑损伤;作用机制AbstractsObjective: Based on the
4、rats with hypoxia ischemia brain damage model of injection unequal content of nerve growth factor and nerve in different parts of the model of normal rat growth factor concentration and receptor content comparison, draws the mechanism of nerve growth factor and its receptor in hypoxic ischemic brain
5、 damage in the clinical guidance for provide the basis for the treatment of ischemia and hypoxia injury cerebral.Methods: 1. Data from rats model: selection of animal center of Southern Medical University 16-18 weeks several big rats, male or female, the models were randomly selected, no statistical
6、 difference in results.2. Methods: the rat model of the random sample of 50 in total, according to the different operation and operation whether injection of nerve growth factor conditions into 5 groups, normal fed rats in model group A, model group B the rat left carotid artery ligation operation,
7、and in the continuous feeding daily injections of physiological saline; the rat model of C group to do the left carotid artery ligation operation, and in the daily injection of mouse nerve growth factor 30ug continuous feeding; rat model of D group to do the left carotid artery ligation operation, a
8、nd in the daily injection of mouse nerve growth factor 60ug continuous feeding; rat model of E group to do the left carotid artery ligation operation, and in the daily injection of mouse nerve growth factor 90ug continuous feeding, the comparison of the five rats in the model group at 1 days after o
9、peration, one week after operation, two weeks after operation, postoperative around this several time periods, abdomen and tail head in different parts of nerve growth factor concentration and TrkB receptor content changes.3. Data analysis: basic data in model rats with normal inspection, obey the n
10、ormal distribution, and each group had no statistical difference. According to the 2*2 factorial design statistical analysis was performed using SAS6.12 statistical software, according to the statistical index of rat model of postoperative results evaluated. Numeric variables to mean + standard devi
11、ation said.Results: Statistically significant statistical difference between the five groups of rats in the model after the same time in different parts of the same group of nerve growth factor concentration and TrkB receptor content (P 0.05); statistically significant statistical differences betwee
12、n different groups of nerve growth factor concentration and TrkB receptor content at the same time in postoperative (P 0.05); statistically significant statistical difference with the group parts of the same concentration of nerve growth factor receptor and TrkB receptor content at different time af
13、ter operation (P 0.05) .Keywords: Nerve growth factor; TrkB receptor; hypoxia ischemia brain damage; mechanism of action引 言神经生长因子(NGF)是神经营养因子中最早被发现,目前研究最为透彻的,具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子,它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。在将小鼠肉瘤180移植于3日龄鸡胚体壁时,与移植片连接的脊髓感觉神经节及交感神经节增大20%40%,基于比克尔的这一发现,科恩等从小鼠
14、肉瘤180和37中成功地分离出具有同一活性的核蛋白质,以后从蛇毒中分离出具有千倍活性和从小鼠颚下腺分离出具有万倍活性的蛋白质,这种蛋白质被称为神经生长因子。科恩等认为,其有效成分是分子量约为2.2万的蛋白质,由两个亚单位构成的二合体或多合体显有活性。另一方面,瓦恩认为,活性成分是分子量约为14万的蛋白质,具有分子量约为3万的、三种亚单位,仅表现有NGF活性。将精制的NGF注射于鸡胚或初生小鼠,则发育中的感觉和交感神经节细胞的有丝分裂频率增高,细胞数增加,神经节体积显著增大。将兔的NGF抗血清注射于怀孕小鼠或初生小鼠等哺乳类,则生出来的幼体及实验个体的交感神经细胞出现选择性的坏死(免疫去交感)。
15、对于培养中的神经节,其促进纤维生长和再生效果也是显著的,例如对7日龄的鸡胚分离的感觉神经节的培养,若向培养液中加NGF(0.01毫克/毫升),则在24小时内在神经节周围即可见到神经纤维呈旺盛的放射状伸长(晕圈效应),这种现象可被用于鉴定NGF的效果。NGF含于马、猪的颚下腺和小鼠肉瘤、小鼠胚胎及成体的交感神经细胞、小鼠尿和唾液、鸡胚的多种器官和一切哺乳类的血清中。神经生长因子(NGF)是神经营养因子中最早被发现,目前研究最为透彻的,具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子,它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。NGF包含、三
16、个亚单位,活性区是亚单位,由两个118个氨基酸组成的单链通过非共价键结合而成的二聚体,与人体NGF的结构具有高度的同源性,生物效应也无明显的种间特异性。低亲和力受体:快NGF受体,跨膜糖蛋白,分细胞外部分、跨膜连接区、胞浆部分,具有G蛋白偶联的信号转导功能。神经生长因子分为高亲和力受体和低亲和力受体,高亲和力受体:慢NGF受体,跨膜糖蛋白,具有酪氨酸蛋白激酶活性。低亲和力受体:快NGF受体,跨膜糖蛋白,分细胞外部分、跨膜连接区、胞浆部分,具有G蛋白偶联的信号转导功能。在胚胎发育的一定时期内,NGF为效应神经元生存所必须。体外实验证实,如果培养液中不加NGF,神经细胞即不能长出轴突,也不能存活。
17、NGF及其受体也广泛分布于中枢神经系统,由海马和脑皮质产生的NGF可通过胆碱能神经逆行运输至前脑基底核,维持胆碱能神经元的存活和功能。在胚胎发育早期,中枢NGF的含量决定胆碱能神经的密度。在无胆碱能神经支配的小脑区和下丘脑,NGF含量也较高,表明除胆碱能神经外,NGF对其他类神经元也有营养作用。如上所述,在切断轴突后给予NGF将减少某些神经元的变性与死亡,无疑这将有助于提高轴突再生的可能性。同时它还影响轴突再生开始的时间和参与再生的神经元数目以及再生神经的质量和速度。缺氧缺血性脑损伤是临床常见的严重并发症,有较高的发病率和死亡率,也是导致智能落后和脑性瘫痪等儿童伤残的主要原因。HIBD的机制非
18、常复杂,目前尚未完全阐明。Vannucci等认为HIBD主要来自于能量代谢和对葡葡糖利用的改变。在诸多损伤因素中,脑细胞能量衰竭被认为是缺氧缺血性脑损伤首先发生的重要环节。脑在缺氧缺血时,细胞内氧化代谢障碍,此时只能靠葡萄糖无氧酵解产生能量,糖酵解作用增加510倍,大量丙酮酸被还原成乳酸,乳酸在脑细胞内堆积,致脑细胞内的酸中毒和脑水肿发展快而且严重。同时,脑细胞的ATP和磷酸肌酸很快减少,使细胞能量来源不足,致细胞膜离子泵功能受损,K+、HPO-4和Mg2+自细胞内渗出,Na+、Cl-、Ca2+和H2O进入细胞内,脑细胞肿胀,代谢障碍,造成神经元细胞损伤、凋亡和死亡。缺氧缺血时,因ATP不足而
19、导致钠钾泵功能障碍,细胞膜电位发生改变而导致大量Ca2+ 进入胞内,形成钙超载。另外,胞内钙离子浓度增加可介导兴奋性神经递质释放,持续作用于NMDA和非NMDA受体,形成对受体的暴发占领,使Na+大量进入胞内,造成细胞水肿和胞内一些蛋白酶、磷脂酶、核酸酶、ATP酶等激活及自由基形成、能量耗竭等一系列生物反应,最终导致细胞死亡。同时,受体门控钙通道开放, Ca2+浓度增加可激活多种重要酶,如蛋白酶、脂酶及核 酸内切酶,促进自由基形成,导致恶性循环,故细胞内钙超载被认为是细胞死亡的最后共同通路。缺氧后,中枢神经系统自身合成和释放ET增多,引起强烈缩血管作用,从而致脑血管痉挛和神经细胞内钙聚集,加重
20、脑组织损伤,ET与HIE互为因果。而NO是中枢神经系统中的一种重要的神经递质,在细 胞信息传递、细胞防御和细胞损伤中起着重要的作用,具有强烈的舒血管作用。胞内钙超载亦可激活NO合成酶,合成大量的NO。高浓度的NO可抑制细胞呼吸和能量代谢,还可通过与氧自由基反应形成活性更高的毒性基团,导致神经元的死亡。最近许多学者通过研究,认为HIBD中神经元死亡形式不仅是坏死,也存在神经元凋亡,特别是在迟发性神经元死亡中起着非常重要的作用。动物实验已发现,HIBD的早期就出现凋亡细胞并持续几天或几周。HIBD时,凋亡级联反应的激活可能是通向细胞死亡的最后共同通路,它可引起细胞继发性坏死。NO过量合成通过损伤D
21、NA,影响基因表达,导致线粒体功能失调,影响神经元内pH值导致神经元凋亡。目前比较一致的观点是严重缺氧缺血常导致坏死,而较轻的缺氧缺血则可通过凋亡造成迟发性细胞死亡。缺氧缺血性细胞凋亡的机制尚不明确,可能与自由基、NO、兴奋性氨基酸及钙超载等因素均有关。脑缺血后神经突触活动增强,谷氨酸(Glu)受体被激活,COX-2表达上调,COX-2反应产物增多。动物实验证实COX-2反应产物PGE2可增强N-甲基-D天冬氨酸介导的神经毒性作用引起脑损伤,机制为PGE2引起小胶质细胞Ca2+ 内流增加,使Glu释放增多。脑缺氧缺血后COX-2和iNOS在相同的时间点于相临近的神经元内表达,并且NO可增强CO
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- 神经 生长因子 及其 受体 缺血 缺氧 脑损伤 中的 作用 机制
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