蛋白激酶C亚型在脑区和细胞特异性激活及其在吗啡预处理减轻脑缺血损伤中的作用

预处理是目前较为有效的减轻脑缺血/低氧性损伤措施之一。吗啡预处理通过激活细胞膜上阿片受体，触发细胞内信号级联反应，从而诱导细胞对继发严重缺血/低氧性损伤的耐受。虽然已往研究发现蛋白激酶C(PKC)亚型参与了吗啡预处理减轻小鼠脑缺血/低氧性损伤的过程，但对这个过程中激活的确切PKC亚型及在不同脑区和神经元激活的PKC亚型的功能意义仍不清楚。本课题组研究发现PKCgamma和PKCepsilon亚型参与了吗啡预处理减轻小鼠离体海马脑片氧糖剥夺损伤，主要是吗啡预处理的早期脑保护。据此，本项目将利用小鼠局部脑缺血模型，借助行为学、形态学和分子生物学等技术，在整体动物，细胞及分子水平探讨吗啡预处理的早期及延迟性脑保护作用，以及在不同脑区和细胞特异激活的PKC亚型在吗啡预处理诱发脑保护中的意义。所得研究成果将丰富人们对药物预处理发挥脑保护作用的细胞分子机制的认识，为防治围术期脑缺血缺氧损伤提供实验依据

预处理是目前较为有效的减轻脑缺血/低氧性损伤措施之一。吗啡预处理通过激活细胞膜上阿片受体，触发细胞内信号级联反应，从而诱导细胞对继发严重缺血/低氧性损伤的耐受。虽然以往研究发现蛋白激酶C（PKC）亚型参与了吗啡预处理减轻小鼠脑缺血/低氧性损伤的过程，但对这个过程中激活的确切PKC亚型及在不同脑区和神经元激活的PKC亚型的功能意义仍不清楚。本课题组研究发现经典型PKC和新奇型PKC亚型参与了吗啡预处理减轻小鼠离体海马脑片氧剥夺损伤，主要是吗啡预处理的早期脑保护。据此，本项目将利用小鼠局部脑缺血模型，借助行为学，形态学和分子生物学等技术，在整体动物水平探讨吗啡预处理的早期及延迟性脑保护，以及在不同脑区和细胞特异激活的PKC亚型在吗啡预处理诱发脑保护中的作用。经典型PKC是中枢神经系统特有的蛋白激酶亚型，本研究发现大脑中动脉阻塞模型的大脑缺血部位主要集中在皮层，海马和下丘脑。模型制备的成功率为78.8%，模型存活时间为24小时。吗啡预处理对小鼠大脑中动脉阻塞所致大脑损伤的保护作用及时间相关性。通过尼氏染色显示吗啡预处理24小时对大脑中动脉阻塞小鼠缺血神经元有神经保护作用。进一步通过TUNEL染色，观察到吗啡预处理通过减少大脑中动脉栓塞所致神经元凋亡来发挥神经保护作用。在蛋白水平，大脑中动脉栓塞组经典型PKC的蛋白表达量较吗啡预处理24小时减少，膜转位降低，提示经典型PKC 的激活是吗啡预处理保护大脑缺血性损伤的机制之一。同时观察到，吗啡预处理组，皮层caspase-3蛋白表达量减少。在离体细胞水平，吗啡预处理组和经典型PKC过表达组，低氧低糖条件下表达caspase-3的阳性细胞数减少。从而在离体水平进一步证实吗啡预处理保护大脑缺血性损伤的机制之一可能是通过激活经典型PKC 进而减少caspase-3途径诱发的凋亡所致。