右美托咪定调节miR-711_GDNF信号轴对创伤性脑损伤大鼠认知障碍和神经损伤的影响.pdf
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1、右美托咪定调节 miR-711/GDNF 信号轴对创伤性脑损伤大鼠认知障碍和神经损伤的影响汪晖渊宁夏医科大学 实验动物中心袁宁夏 银川 750004冤摘要院目的院探究右美托咪定渊Dex冤是否能够通过调节 miR-711/胶质细胞源性神经营养因子渊GDNF冤信号轴改善创伤性脑损伤渊TBI冤大鼠认知障碍和神经损伤遥方法院将大鼠按照随机数字表法分为假手术组渊Sham 组冤尧TBI 组尧Dex 组尧miR-NC 组尧miR-711 agomir 组尧miR-711 antagomir 组袁每组 10 只遥 采用脑损伤打击器自由落体打击袁建立 TBI 大鼠模型遥 结论院Dex 可能通过调控 miR-71
2、1/GDNF 信号轴减轻海马组织病理损伤袁抑制促神经元凋亡蛋白的表达袁改善 TBI 后认知障碍和神经损伤袁发挥脑保护作用遥关键词院右美托咪定曰miR-711曰胶质细胞源性神经营养因子曰创伤性脑损伤曰认知障碍曰神经损伤中图分类号院R96文献标志码院A文章编号院1008-4657(2023)04-0008-08收稿日期院2022-12-23作者简介院汪晖渊1991-冤袁男袁宁夏西吉人袁宁夏医科大学助理实验师袁主要研究方向院实验动物技术袁电子邮箱院遥0引言创伤性脑损伤渊traumatic braininjury,TBI冤是临床脑外科常见的中枢神经系统损伤性疾病袁是由于直接或间接暴力损伤脑部所致袁具有
3、较高的致死率尧致残率咱1暂袁严重影响人类的生命健康遥 研究发现袁交通事故频发是导致 TBI 发生率逐渐增加的主要原因袁 其导致的神经功能障碍与认知功能障碍为患者生活以及家庭都造成沉重的负担咱2暂遥 TBI 主要分为原发性和继发性损伤袁原发性损伤不可逆袁可直接引起死亡咱3暂曰继发性损伤的发生机制复杂袁与氧化应激尧炎症反应以及神经元凋亡等多种病理活动有关咱4暂袁最终引起神经功能障碍与认知障碍咱5暂遥 因其发生机制尚不清晰袁临床上用于 TBI 后神经保护药物较少袁寻找及时有效的神经元修复手段与治疗方法是目前 TBI 的研究热点遥右美托咪定渊dexmedetomidine,Dex冤是一种高选择性中枢神
4、经 琢2 肾上腺素受体激活剂袁广泛用于手术中的镇静止痛袁具有抗氧化应激尧改善炎症反应尧减少细胞凋亡等作用咱6-7暂遥 大量研究证实袁Dex 在脑缺血再灌注尧缺血缺氧以及脑出血等脑损伤中能够有效发挥神经保护作用咱8-9暂遥 研究发现袁Dex 能够通过减轻脑水肿尧减少神经元凋亡尧抑制自噬袁改善 TBI 大鼠学习与记忆功能障碍袁发挥脑保护作用咱10暂遥 近年来袁微小 RNA渊miRNA冤在脑损伤发生发展中的研究迅速发展袁并受到广泛关注遥研究发现袁Dex 通过调控miR-129-5p 对新生小鼠缺血缺氧性脑损伤治疗效果显著咱11暂遥 TBI 后 miR-711 水平显著上调袁引起神经元凋亡蛋白异常表达
5、袁导致神经元死亡咱12暂遥胶质细胞源性神经营养因子渊glial cellline-derived neurotrophic factor,GDNF冤是一类多巴胺能神经营养因子袁能够保护多种神经元损伤咱13暂遥 采用生物信息学网站预测可知袁GDNF 的 3爷UTR 上具有 miR-711 的结合位点袁 猜测 GDNF 可能是 miR-711 的靶基因遥 本研究采用双荧光素酶报告基因实验验证GDNF 与 miR-711 的靶向关系袁并建立 TBI 大鼠模型袁探究 Dex 是否能够通过调节 miR-711/GDNF 信号第 38 卷第 4 期灾燥造.38 晕燥.4荆楚理工学院学报Journal of
6、 Jingchu University of Technology圆园圆3 年 8 月Aug.圆园圆38轴袁改善 TBI 后大鼠认知障碍袁保护神经损伤遥1材料1.1实验动物SPF 级雄性 SD 大鼠 60 只袁8 周龄袁体质量为 200耀220g袁购自中国医学科学院医学生物学研究所袁动物生产许可证号为 SCXK(滇)K2019-0002遥 实验前适应性饲养一周袁饲养条件为院温度 22耀25益袁湿度45%耀55%袁昼夜时长 12h:12h袁期间不控制饮水和采食遥实验过程严格按照实验动物管理条例进行袁符合野3R冶原则遥1.2实验药物与试剂Dex渊SC13911冤购自北京凯诗源生物科技有限公司曰mi
7、R-711 激动剂渊miR-711agomir冤尧miR-711 抑制剂渊miR-711antagomir冤及阴性对照物均购自广州锐博生物科技公司曰HE 染色试剂盒渊R3209冤购自北京康瑞纳生物科技有限公司曰TRIzol 试剂盒 渊CD-13433-ML冤 购自武汉纯度生物科技有限公司曰qPCRSYBRGreenMasterMix 荧光定量试剂盒渊MQ101-01/02冤购自南京诺唯赞生物科技股份有限公司曰RIPA裂解液渊R0010冤尧BCA 蛋白检测试剂盒渊PC0020冤尧ECL 发光液渊PE0010冤均购自北京索莱宝生物技术有限公司曰GDNF 抗体渊ab28956冤尧Bcl-2 抗体渊a
8、b196495冤尧Bax 抗体渊ab32503冤尧GAPDH 抗体渊ab181603冤尧山羊抗兔二抗渊ab6721冤均购自英国 Abcam 公司遥1.3实验仪器ZH-ZYQ 脑损伤打击器购自安徽正华生物仪器设备有限公司曰Morris 水迷宫装置购自广州吉妮欧生物科技有限公司曰NB2000 生物显微镜购自南京先纳光学仪器有限公司曰RTQ-960Pro 实时荧光定量PCR渊qRT-PCR冤仪购自杭州艾康生物技术有限公司曰MiulabGIS-500 凝胶成像分析系统购自杭州米欧仪器有限公司遥2方法2.1模型建立将大鼠按照随机数字表法分为假手术组渊Sham 组冤尧TBI 组尧Dex 组尧miR-NC
9、组尧miR-711agomir 组尧miR-711antagomir 组袁每组 10 只遥 除 Sham 组外袁其余组参考文献咱14暂采用脑损伤打击器自由落体打击袁建立 TBI 大鼠模型院大鼠腹腔注射戊巴比妥钠进行麻醉袁仰卧位固定于打击器上袁头部消毒备皮袁于颅骨正中开约 3cm 长的切口袁分离软组织暴露颅骨曰于矢状缝正中袁人字缝和冠状缝连接线中点的右 3mm处钻孔袁注意保持硬脑膜完好曰将打击垫放置在暴露的硬脑膜上袁进行打击曰之后进行止血消毒尧逐层缝合头皮遥 Sham 组 10 只大鼠仅开窗袁不做撞击处理遥2.2给药方法参照文献咱15暂袁Dex 组尧miR-NC 组尧miR-711agomir
10、组尧miR-711antagomir 组分别于造模前 10min 腹腔注射 Dex100滋g/kg遥造模结束后 miR-NC 组尧miR-711agomir 组尧miR-711antagomir 组立即进行对侧侧脑室 miR-NC尧miR-711agomir 和 miR-711antagomir 的注射袁每次 1nmol袁注射 5滋L遥Sham 组与 TBI 组给予等体积生理盐水进行注射遥2.3Morris 水迷宫实验评价各组大鼠认知功能给药结束后 48h袁参考文献咱16暂采用 Morris 水迷宫测试评价各组大鼠认知功能院放置水池袁保持温度为 22耀25益袁注水后将水池平均分为四个象限袁其中
11、一个象限设置平台袁训练大鼠找到平台袁记录所需时间袁每日进行 4 次实验袁间隔 15s袁训练 4d 后袁移除平台袁记录逃逸潜伏期与经过原平台象限次数遥2.4神经功能评分咱14暂神经行为学评分院姿势异常渊0耀2 分冤尧耳廓反射渊0耀1 分冤尧角膜反射渊0耀1 分冤尧立体感受检测渊0耀1分冤尧放置反射渊0耀4 分冤尧翻正反射渊0耀3 分冤尧抓握反射渊0耀4 分冤袁总分 16 分袁评分越低提示行为学异常曰运动功能评分院行走试验渊0耀3 分冤尧平衡试验渊0耀6 分冤尧爬坡试验渊0耀2 分冤袁总分 11 分袁评分越低提示运动功能异常遥92.5HE 染色观察各组大鼠海马组织病理学变化麻醉并断颈处死大鼠袁分离
12、海马组织袁部分组织置于多聚甲醛中固定袁制备常规石蜡切片袁随后采用常规二甲苯尧酒精脱蜡处理袁HE 染色袁封片袁置于显微镜下观察各组大鼠海马组织病理学变化遥2.6qRT-PCR 检测各组大鼠海马组织中 miR-711尧GDNFmRNA 表达采用 TRIzol 试剂盒提取海马组织总 RNA袁反转录合成 cDNA遥 按照 qPCRSYBRGreenMasterMix 荧光定量试剂盒说明书进行操作袁 采用 qRT-PCR 仪进行荧光定量 PCR 扩增遥 扩增条件为 95益预变性 3min袁95益变性 5s袁60益退火 30s袁72益延伸 30s袁共 45 个循环遥采用 2-驻驻Ct 法袁以 U6尧GAP
13、DH 为内参袁计算 miR-711尧GDNFmRNA 相对表达量遥 qRT-PCR 所需引物序列见表 1遥表 1 qRT-PCR 所需引物序列表基因上游引物序列下游引物序列miR-7115爷-ACTTTGAGTCTCTCCTCAGGGTG-3爷5爷-TCTCCCCTCACTTACGTCTCTCCC-3爷GDNF5爷-CCAGTGACTCCAATATGCCTG-3爷5爷-CTCTGCGACCTTTCCCTCTG-3爷U65爷-CTCGCTTCGGCAGCACA-3爷5爷-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3爷GAPDH5爷-CCAATGTGTCCGTCGTGGATCT-3爷5爷-GTTG
14、AAGTCGCAGGAGACAACC-3爷注院所有引物均由上海生工生物工程公司提供遥2.7双荧光素酶报告基因实验检测 miR-711 与 GDNF 的靶向关系应用 TargetScan 生物信息学预测网站渊http:/www.targetscan.org/冤预测发现袁miR-711 与 GDNF 具有潜在结合位点遥 采用双荧光素酶报告基因系统确定两者之间的靶向关系院将构建好的 GDNF 野生型质粒 渊GDNF-WT冤 与 GDNF 突变型质粒 渊GDNF-MUT冤 分别与 NC mimics 和 miR-711 mimics 共转染至HEK293T 细胞渊中科院细胞库提供冤中袁分别为 miR-
15、NC 组尧miR-711 组遥 培养 48 h 后袁采用荧光素酶活性检测试剂盒检测各组萤火虫荧光素酶活性渊Fluc冤和海肾荧光素酶活性渊Rluc冤袁以 Fluc/Rluc 表示相对荧光素酶活性遥2.8 Western Blot 法检测各组大鼠海马组织 GDNF 以及神经元凋亡相关蛋白的表达海马组织中加入 RIPA 裂解液提取总蛋白袁采用 BCA 蛋白检测试剂盒检测总蛋白含量曰取 40 滋g 蛋白上样进行 SDS-PAGE 电泳袁将蛋白转移至 PVDF 膜上袁5%BSA 封闭 1 h袁TBST 洗膜袁加入 GDNF尧Bcl-2尧Bax尧GAPDH 一抗袁4益孵育过夜袁TBST 洗膜袁加入二抗袁室
16、温孵育 1 h袁TBST 洗膜后采用 ECL 显影袁凝胶成像分析系统分析灰度值袁以 GAPDH 为内参袁计算目的蛋白的相对表达量遥2.9 统计学方法实验数据采用 SPSS22.0 统计学软件进行分析袁计量资料符合正态分布袁以渊 依 s冤表示遥 两组间比较采用 t 检验袁多组间比较采用单因素方差分析袁进一步两两比较采用 SNK-q 检验遥 以 P 约 0.05 为差异具有统计学意义遥3 结果3.1 Dex 对 TBI 大鼠认知功能的影响与 Sham 组比较袁TBI 组大鼠逃逸潜伏期明显延长袁经过原平台象限次数显著减少渊P约 0.05冤曰Dex 组大鼠逃逸潜伏期较 TBI 组显著缩短袁经过原平台象
17、限次数显著增加渊P 约 0.05冤曰与 Dex 组比较袁miR-NC组大鼠逃逸潜伏期与经过原平台象限次数无显著差异 渊P跃 0.05冤曰 与 miR-NC 组比较袁miR-711 agomir组大鼠逃逸潜伏期明显延长袁经过原平台象限次数显著减少渊P 约 0.05冤袁miR-711 antagomir 组大鼠逃逸潜伏期明显缩短袁经过原平台象限次数显著增加渊P约 0.05冤遥 结果见表 2遥10表 2 各组大鼠逃逸潜伏期与经过原平台象限次数的比较渊x 依 s,n=10冤组别逃逸潜伏期渊s冤经过原平台象限次数渊次冤Sham 组13.87 依 1.2223.61 依 2.47TBI 组8.37 依 2
18、.48a5.12 依 0.67aDex 组21.29 依 2.27b13.36 依 1.27bmiR-NC 组21.82 依 2.43b12.87 依 1.25bmiR-711 agomir 组25.42 依 2.31bcd9.22 依 0.76bcdmiR-711 antagomir 组17.63依1.64bcd17.41 依 1.52bcd注院与 Sham 组比较袁aP约 0.05曰与 TBI 组比较袁bP约 0.05曰与 Dex 组比较袁cP约 0.05曰与 miR-NC 组比较袁dP约 0.05遥 下同遥3.2 Dex 对 TBI 大鼠神经功能的影响与 Sham 组比较袁TBI 组大鼠
19、神经行为学评分与运动功能评分均显著降低 渊P约 0.05冤曰 与 TBI 组比较袁Dex 组大鼠神经行为学评分与运动功能评分均显著提高渊P 约 0.05冤曰与 Dex 组比较袁miR-NC 组大鼠神经行为学评分与运动功能评分无显著差异渊P 跃 0.05冤曰与 miR-NC 组比较袁miR-711 agomir 组大鼠神经行为学评分与运动功能评分显著降低渊P约 0.05冤袁miR-711 antagomir 组大鼠神经行为学评分与运动功能评分显著提高渊P约 0.05冤遥 结果见表 3遥表 3 各组大鼠神经行为学评分与运动功能评分的比较渊x 依 s,n=10冤组别神经行为学评分运动功能评分Sham
20、 组13.72 依 1.5610.26 依 0.64TBI 组5.26 依 0.73a4.35 依 0.49aDex 组10.23 依 0.95b6.22 依 0.74bmiR-NC 组10.27 依 1.02b6.47 依 0.63bmiR-711 agomir 组8.37 依 0.95bcd5.31 依 0.39bcdmiR-711 antagomir 组11.91 依 1.17bcd8.46 依 0.72bcd3.3 Dex 对 TBI 大鼠海马组织病理损伤的影响与 Sham 组比较袁TBI 后海马组织出现明显出血水肿袁组织中神经元排列紊乱袁细胞核固缩袁可见细胞变性曰与 TBI 组比较袁
21、Dex 组大鼠海马组织病理损伤明显减轻曰与 Dex 组比较袁miR-NC 组病理结构的改变类似曰与 miR-NC 比较袁miR-711 agomir 组海马组织病理损伤加重袁神经元排列松散袁可见水肿变性袁miR-711 antagomir 组海马组织病理损伤显著改善遥 见图 1遥注院A 为 Sham 组曰B 为 TBI 组曰C 为 Dex 组曰D 为 miR-NC 组曰E 为 miR-711 agomir 组曰F 为 miR-711 antagomir 组遥图 1 各组大鼠海马组织病理学变化图渊HE,伊200冤11ABCDEFGDNFBcl-2BaxGAPDH3.4 Dex 对 TBI 大鼠海
22、马组织中 miR-711尧GDNF mRNA 表达的影响与 Sham 组比较袁TBI 组大鼠海马组织中 miR-711 表达显著升高袁GDNF mRNA 表达显著降低 渊P 约0.05冤曰与 TBI 组比较袁Dex 组大鼠海马组织中 miR-711 表达显著降低袁GDNF mRNA 表达显著升高渊P 约0.05冤曰与 Dex 组比较袁miR-NC 组上述指标的变化无显著差异渊P 跃 0.05冤曰与 miR-NC 组比较袁miR-711agomir 组大鼠海马组织中 miR-711 表达显著升高袁GDNF mRNA 表达显著降低 渊P 约 0.05冤袁miR-711 an鄄tagomir 组大鼠
23、海马组织中 miR-711 表达显著降低袁GDNF mRNA 表达显著升高渊P约 0.05冤遥 结果见表 4遥表 4 各组大鼠海马组织中 miR-711尧GDNF mRNA 表达的比较渊x 依 s,n=10冤组别miR-711GDNF mRNASham 组1.00 依 0.101.02 依 0.09TBI 组1.71 依 0.13a0.41 依 0.04aDex 组1.36 依 0.11b0.73 依 0.05bmiR-NC 组1.37 依 0.10b0.71 依 0.07bmiR-711 agomir 组1.52 依 0.15bcd0.58 依 0.06bcdmiR-711 antagomi
24、r 组1.21 依 0.13bcd0.85 依 0.07bcd3.5 miR-711 与 GDNF 的靶向关系根据生物信息学预测网站可知袁GDNF 的 3爷UTR 上存在 miR-711 的结合位点渊见图 2冤遥图 2 TargetScan 预测 miR-711 与 GDNF 3爷UTR 的结合位点双荧光素酶报告基因实验结果见表 5遥表 5 双荧光素酶报告基因实验结果渊x 依 s冤组别相对荧光素酶活性GDNF-WTGDNF-MUTmiR-NC 组1.02 依 0.101.01 依 0.10miR-711 组0.43 依 0.040.97 依 0.10t 值13.4180.693P值约 0.00
25、10.504表 5 显示袁与 miR-NC 组比较袁miR-711 组转染 GDNF-WT 的细胞相对荧光素酶活性显著降低渊P约0.05冤袁转染 GDNF-MUT 的细胞相对荧光素酶活性无显著差异渊P跃 0.05冤遥3.6 Dex 对 TBI 大鼠海马组织中 GDNF尧Bcl-2 和 Bax 蛋白表达的影响与 Sham 组比较袁TBI 组大鼠海马组织中 GDNF尧Bcl-2 蛋白表达降低袁Bax 蛋白表达升高渊P约 0.05冤曰与 TBI 组比较袁Dex 组大鼠海马组织中 GDNF尧Bcl-2 蛋白表达升高袁Bax 蛋白表达降低 渊P 约 0.05冤曰与Dex 组比较袁miR-NC 组上述蛋白
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