[摘要] 目的 探討轉(zhuǎn)染bcl-2基因治療大鼠局灶性腦缺血的作用機(jī)制是否與bFGF蛋白的表達(dá)增加有關(guān)。方法 采用線栓法制作大鼠MCAO模型,取150只Wistar大鼠,隨機(jī)分成三組,分別為腦室內(nèi)注射生理鹽水組(生理鹽水組)、腦室內(nèi)注射空質(zhì)粒組(空質(zhì)粒組)和腦室內(nèi)注射質(zhì)粒pLXSN介導(dǎo)的bcl-2基因組(Bcl-2組)。每組50只。分別在缺血再灌注后3、6、24、48、72h觀察bFGF蛋白表達(dá)的變化。結(jié)果 大鼠MCAO后bFGF蛋白在生理鹽水組與空質(zhì)粒組之間,缺血后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)均無顯著性差異(P>0.05),結(jié)果顯示其表達(dá)高峰在缺血后24h,而bcl-2組早期即大量表達(dá)且持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,并在同一時(shí)間段表達(dá)明顯強(qiáng)于其他組(P<0.05)。結(jié)論 pLXSN-bcl-2基因腦保護(hù)機(jī)制可能是通過促進(jìn)bFGF的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。
[關(guān)鍵詞] bFGF; bcl-2基因; 腦缺血; 基因治療
[中圖分類號(hào)] R743 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701(2009)13-34-02
Study of the Effect of the Expression of bFGF in Tranfected bcl-2 Gene Therapy of Cerebral Ischemia in Rat
XIAO Lijun1 HE Zhiyi2
1.The Third People’s Hospital of Liaoyang,Liaoning 111000;2.The First Affiliated Hospital of China Medical University,Shenyang 110001
[Abstract] ObjectiveTo study the protective effct of bcl-2 against neuroal injury and the possible roles of alteration in the expression of bFGF following cerebral ischemia in rat. Methods150 wistar rats were randomly assingned in 3 groups(bcl-2 treated group,saline group and pLXSN group),there were 50 rats in each group. And we studied the bFGF expression in 3,6,24,48,72hours after MCAO temporary ischemia of the MCAO for 2 hours was induced. ResultsTheexpression of bFGF in the saline group and pLXSN group weren’t different in each time(P>0.05), bFGF expressed early in the bcl-2 group and lasted for a long time,while its expression was more than other groups at the same time. ConclusionBcl-2 can effectivly attenuate ischemic brain injury and increase the expression of bFGF in the ischemic brain,indicating that the neuroprotective of estrogen is associated with up-regulation of bFGF in cerebral ischemia.
[Key Words]bFGF; bcl-2 gene; Cerebral ischemia; Gene treatment
近年來,腦血管病已成為目前人類疾病的三大死亡原因之一,而腦梗死是腦血管病中最常見的疾病之一,故對(duì)腦梗死的研究一直是神經(jīng)科的重要課題。目前認(rèn)為,缺血性腦血管病實(shí)際上是一個(gè)多因素參與的復(fù)雜病理過程。缺血后神經(jīng)元的死亡有兩種形式,即凋亡和壞死,凋亡發(fā)生在許多細(xì)胞中,這一過程是細(xì)胞的主動(dòng)性死亡,凋亡性細(xì)胞死亡是一個(gè)基因控制的過程,有RNA和蛋白質(zhì)的合成[1]。在調(diào)節(jié)凋亡的基因中,bcl-2(B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2基因)是首先被發(fā)現(xiàn)有抑制凋亡作用的基因。目前許多學(xué)者將這種具有抗凋亡作用的基因用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究[2-5],也得出相同的結(jié)論,近年來,堿性成纖維生長(zhǎng)因子(bFGF)與bcl-2之間的關(guān)系日益受到人們的重視[5],這也有利于進(jìn)一步研究bcl-2抗凋亡的作用機(jī)制?,F(xiàn)將我們的研究成果報(bào)道如下。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組
體重280~300g的Wistar大鼠150只(由中國(guó)醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物部提供),隨機(jī)分為腦室內(nèi)注射生理鹽水組(生理鹽水組)、腦室內(nèi)注射空質(zhì)粒組(空質(zhì)粒組)和腦室內(nèi)注射質(zhì)粒pLXSN介導(dǎo)的bcl-2基因組(bcl-2組)三組,每組又隨機(jī)分為缺血再灌注3、6、24、48、72h組。每小組動(dòng)物10只。
1.2 大腦中動(dòng)脈閉塞(MCAO)模型的制作
采用改良的Longa栓線法。全部大鼠統(tǒng)一采用栓塞右側(cè)大腦中動(dòng)脈并于梗死后2h再灌注。
1.3 質(zhì)粒pLXSN介導(dǎo)Bcl-2基因的制備方法
參照何志義等[6]在《質(zhì)粒pLXSN介導(dǎo)人bcl-2 cDNA抑制局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)細(xì)胞凋亡》中描述的制備方法。
1.4 分組實(shí)驗(yàn)
各組動(dòng)物均于缺血再灌注后存活3、6、24、48、72h處死。
1.5 bFGF免疫組化分析
免疫組化分析采用SABC法。試劑來自武漢博士得公司。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(χ±s)表示,應(yīng)用SPSS11.5軟件處理,采用t檢驗(yàn),P < 0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
bFGF蛋白的表達(dá):在生理鹽水組與空質(zhì)粒組之間,缺血后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)均無顯著性差異(P>0.05),其表達(dá)高峰在缺血后24h,與文獻(xiàn)報(bào)道一致[7]。與空質(zhì)粒組比較,bcl-2組在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)均顯著增加,表達(dá)高峰在缺血后3h,并持續(xù)至72h。見表1,圖1,2。
3 討論
Bcl-2是1984年Tsugimoto等[8]從濾泡性淋巴細(xì)胞瘤中分離出來的一種癌基因。Bcl-2作為抑制細(xì)胞凋亡的抗凋亡因子,已被許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。bFGF(Basic fibroblast growth factor)是FGF基因家族中主要成員之一,是一種具有多種生物學(xué)活性的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。在腦組織中分布廣泛,它能誘導(dǎo)軸突向外生長(zhǎng),具有提高神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞的存活和生長(zhǎng),使更多的神經(jīng)元在病理狀態(tài)下得以生存。增生的膠質(zhì)細(xì)胞及損傷修復(fù)的神經(jīng)元能產(chǎn)生更多的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,促進(jìn)顱腦損傷后的修復(fù)過程[9,10]。在正常情況下,腦內(nèi)僅有少量bFGF表達(dá)。
目前,轉(zhuǎn)bcl-2基因治療缺血性腦梗死在實(shí)驗(yàn)室研究階段取得了一定進(jìn)展,但其作用機(jī)制卻不甚明確,有學(xué)者認(rèn)為與抑制Ca2+釋放有關(guān),也有學(xué)者認(rèn)為bcl-2通過阻止促凋亡信號(hào)傳遞,或阻止這些誘導(dǎo)基因產(chǎn)物而發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用,還有人認(rèn)為bcl-2可通過抑制自由基而發(fā)揮抗凋亡作用。我們的實(shí)驗(yàn)觀察到,在生理鹽水組與空質(zhì)粒組,其bFGF蛋白在MCAO后3h即有表達(dá),在24h 表達(dá)最強(qiáng)。而在實(shí)驗(yàn)組,bFGF蛋白在缺血后3h即開始顯著表達(dá),持續(xù)至72h,且各個(gè)時(shí)間點(diǎn)表達(dá)均比對(duì)照組明顯。
本實(shí)驗(yàn)免疫組化的表達(dá)結(jié)果顯示,bcl-2組bFGF蛋白的表達(dá)在不同時(shí)間明顯強(qiáng)于二對(duì)照組,而且在3h明顯增強(qiáng),持續(xù)高表達(dá)至72h。這表明,bcl-2的腦保護(hù)機(jī)制與bFGF的表達(dá)上調(diào)有密切關(guān)系,可能通過bFGF的釋放起到保護(hù)神經(jīng)元、促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞增生,改善缺血區(qū)血供以及促進(jìn)新生血管形成等作用,從而影響神經(jīng)功能的恢復(fù)。
綜上所述,bcl-2通過促進(jìn)bFGF的表達(dá),進(jìn)而保護(hù)神經(jīng)元、營(yíng)養(yǎng)膠質(zhì)細(xì)胞、促進(jìn)新生血管形成等,從而實(shí)現(xiàn)其腦保護(hù)作用,可能是其抗凋亡作用機(jī)制之一,這為臨床治療缺血性腦梗死開辟了一條新的途徑,使基因治療成為可能,但如何更好地、真正地應(yīng)用于臨床還需進(jìn)一步的研究。
[參考文獻(xiàn)]
[1] Adachi S,Gottlieb RA,Babior BM. Lack of release of cytochrome C from mitochondria into cytosol early in the course of Fos-mediated apoptosis of Jurkat cells[J]. J Bio Chem,1998,273(31):19892-19894.
[2] Martinou JC,Dubois-Dauphin M,Staple JK,et al. Overexpression of Bcl-2 in transgenic mice protects neurons from naturally occurring cell death and experimental ischemia[J]. Neuron,1994,13(4):1017-1030.
[3] Linnik MD,Zahos P,Geschwind MD,et al. Expression of bcl-2 from a defective herpes simplex virus-1 vector limits neuronal death in focal cerebral ischemia[J]. Stroke,1995,26(9):1670-1675.
[4] Shimizu S Eguchl Y,Kosaka H,et al. Prevention of hypoxia-induced cell death by Bcl-2 and Bcl-XL[J]. Nature,1995,374(27):811-821.
[5] Lawrence MS,Mclaughlin JR,Sun GH,et al. Herpes simplex viral vectors expressing Bcl-2 are neuroprotective when delivered after a stoke[J]. J Cereb Blood Flow Metab,1997,17(7):740-744.
[6] 何志義,陳晏,孟祥亞,等.質(zhì)粒pLXSN介導(dǎo)人bcl-2 cDNA抑制局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)細(xì)胞凋亡[J].中華神經(jīng)科雜志,2003,36(5):374- 378.
[7] Endon M,Pulsinelli WA,Wagner JA,et al. Transient global ischemia induces dynamic changes in the expression of bFGF and FGF receptor[J]. Brain Res Mol Brain Res,1994,22(1-4):76-82.
[8] Tsujimoto Y,F(xiàn)inger LR,Yunis J. Cloning of chromosome breakpoint of neoplastic B cells with the t(14;18)chromosome translocation[J]. Science,1984,226(4678):1097-1099.
[9] Eckenstein FP.Fibrolast growth factors in the nervous system[J]. J Neurobiol,1994,25(11):1467-1478.
[10] Powell PP,F(xiàn)inklestein SP,Dionne CA,et al.Temporal,differential and regional expression of mRNA for basic fibroblast growth factor in the developing and adult rat brain[J]. Brain Res,1991,11(1):71-76.
(收稿日期:2009-03-03)