目的
观察联用神经生长因子(nerve growth factor,NGF)和神经节苷脂(ganglioside GM1)对实验大鼠缺氧缺血性脑损伤的治疗作用,探讨其神经保护的可能机制。
方法
120只新生鼠分为假手术组、缺氧缺血性脑损伤(hypoxie-is-chemic brain iniury,HIBI)组、神经生长因子治疗组、神经节苷脂治疗组和神经生长因子+神经节苷脂治疗组。给药后以HE染色观察各组海马区神经细胞形态变化,免疫组化观察Bcl-2、Bax蛋白表达,TUNEL法观察海马区神经细胞凋亡情况。
结果
缺氧缺血后HIBI组海马区病理变化明显,药物干预组上述变化减轻,合用组为著;假手术组海马区Bcl-2表达较弱,HI(缺氧缺血 )后该区Bcl-2表达仍弱,Bax表达增强,出现凋亡细胞;药物干预组-Bcl-2表达较HIBI组增强,Bax表达较HIBI组减弱(P<0.01),凋亡细胞减少,合用组最明显。
结论
HIBI后Bax蛋白表达增强,细胞凋亡增加。两药联用可上调Bcl-2表达,下调Bax表达,使凋亡细胞减少,这可能是其治疗新生儿缺氧缺血性脑损伤的机制之一。
讨论
神经生长因子(神经生长因子)是神经系统中最重要的生物活性物质之一,具有增强神经递质活性、促进合成代谢,维持神经细胞存活、生长、分化和成熟等生物学效应。神经节苷脂(神经节苷脂)是大多数神经元生存所必需的,它具有介导细胞与细胞,细胞与微生物以及细胞与基质间的相互作用,可以调控细胞膜中蛋白质的功能。研究表明,神经生长因子和神经节苷脂对缺氧缺血后神经细胞凋亡均具有抑制作用。神经生长因子是一种神经营养性因子,而神经节苷脂是内源性神经营养因子的前体增强剂。从理论角度分析,而这对HIBI后神经系统功能恢复具有协同作用。
本实验从HIBI新生鼠海马区形态学观察到两药合用治疗后海马区神经细胞损伤减轻,凋亡细胞明显减少,凋亡调控基因Bcl-2、Bax蛋白表达改变,这表明合用神经生长因子和神经节苷脂具有较强的神经保护作用,可联合应用神经生长因子和神经节苷脂对缺氧缺血性脑损伤进行治疗。此作用国内外鲜有类似报道。根据本实验结果及相关文献分析,联合应用神经生长因子和神经节苷脂的脑保护作用机制可能与增强TrkA受体的激活有关。神经生长因子受体分为高亲和力受体TrkA和地亲和力受体P75NTR。TrkA是一种酪氨酸蛋白激酶受体,研究表明TrkA为形成高亲和力结合位点以及介导神经生长因子效应所必需,被认为是神经生长因子的功能受体。TrkA主要在神经系统细胞上表达,神经生长因子和TrkA结合后,通过多种途径促进神经元存活。TrkA不仅能启动促进细胞存活的信号,同时能抑制P75NTR启动的死亡信号。神经节苷脂是大多数神经元生存所必需的,它可能与神经营养因子相互作用或激活与神经营养因子相同的信号传导通路有关。实验证实,神经节苷脂不仅与神经生长因子有协同作用,能促进神经生长因子诱导的Trk受体的磷酸化,而且单独使用也能激活Trk受体,如激活C6神经胶质瘤细胞膜上TrkA受体,激活小脑颗粒细胞膜上的TrkB受体,来防止兴奋性氨基酸毒性作用引起的细胞凋亡。另外,神经节苷脂也是Trk受体正常表达和发挥功能所必需的,因为在神经节苷脂缺失的NG细胞膜上无Trk受体,切神经生长因子不能诱导其磷酸化;神经节苷脂和Trk受体都位于细胞膜的GEM区,降低内源性的神经节苷脂含量,使磷酸化的TrkB含量也随之降低。神经生长因子还可减轻大鼠皮层损伤引起的神经生化、形态学改变,改善行为障碍,如同时应用神经节苷脂可增强神经生长因子的作用。神经节苷脂的上述作用可能是通过增强神经生长因子的高亲和力受体TrkA受体二聚作用以及其自身磷酸化,即激活受体酪氨酸激酶而实现。此外,神经节苷脂还能直接、紧密结合Trk受体,其效应较神经生长因子单独引发的Trk自身磷酸化增加了3倍,受体激活可促发下游的信号通路而发挥增强神经生长因子的作用。