基于Nrf2/HO-1信号通路探讨白藜芦醇对脑出血后小胶质细胞功能改变的影响

目的:脑出血是脑卒中的常见类型,脑出血后发生的局部炎症反应和血脑屏障的破坏等脑出血继发性损伤是造成脑出血急性期死亡的主要原因。小胶质细胞是神经系统中的特异性免疫细胞,脑出血后红细胞所释放的Fe~(2+)可将小胶质细胞激活,从而产生促炎或减轻炎症的作用。白藜芦醇是一种天然的多酚植物抗毒素,有研究证实白藜芦醇对改善脑出血预后有益,本研究旨在观察脑出血早期红细胞裂解释放的Fe~(2+)对小胶质细胞功能的影响及白藜芦醇干预后的作用,并初步探讨其可能的分子机制。方法:(1)动物试验:12周龄SD大鼠27只,随机分为假手术组(Sham-operated group,Sham组)、脑出血组(Intracerebral hemorrhage group,ICH组)和白藜芦醇治疗组(Resveratrol treatment group,Res组)3组,每组又随机分为术后6h、24h和72h三个亚组,每个亚组3只大鼠。通过对各组大鼠行m NSS评分评价神经系统功能状态;脑组织行HE染色观察脑组织细胞形态变化;尼氏染色和Tunel染色了解神经元的损伤情况;免疫荧光染色法观察TRL4、CD36、HO-1及Nrf2蛋白表达变化情况。(2)细胞实验:用BV2小胶质细胞进行实验,分为对照组(正常培养)、Fe~(2+)干预组(加入Fe SO_4溶液至浓度为10μmol/L)、Fe~(2+)+白藜芦醇(25μM)治疗组(加入Fe SO_4溶液至浓度为10μmol/L,并同时加入白藜芦醇至浓度为25μmol/L)及Fe~(2+)+白藜芦醇(50μM)治疗组(加入Fe SO_4溶液Galunisertib研究购买至浓度为10μmol/L,并同时加入白藜芦醇至浓度为50μmTissue Cultureol/L),当培育至6h、24h及72h时,分别对每组细胞行光镜拍照,对细胞总数进行计数,另外分别于培育至24h和72h时Wesern Blot检测TLR4、CD36、Nrf2、p-Nrf2及HO-1蛋白表达水平,细胞免疫荧光对Nrf2蛋白进行定位观察。结果:(1)动物试验:mNSS评分显示,Sham组各时间点大鼠未见明显神经功能障碍;ICH组大鼠相较Sham组大鼠神经功能发生明显障碍,且随着时间推移,神经功能障碍表现越明显,而白藜芦醇可以减轻ICH神经功能障碍的程度。大鼠脑组织HE染色提示,Sham组大鼠脑组织在三个时间点结构均完整,未见红细胞浸润,炎细胞浸润不明显;ICH组脑组织中红细胞和炎细胞浸润较Sham组大鼠脑组织明显增加,白藜芦醇可以减轻ICH后大鼠脑组织中红细胞和炎细胞浸润。大鼠脑组织尼氏染色提示,Sham组大鼠脑组织在三个时间点均可见较多呈多边形的神经元,核居中,胞质富含蓝色斑块尼氏小体;ICH组大鼠脑组织尼氏小体较Sham组溶解增多,且随着时Dorsomorphin体外间推移,溶解增多,白藜芦醇可减少ICH神经细胞中尼氏小体的溶解。大鼠脑组织Tunel染色提示,Sham组大鼠脑组织在三个时间点均未见明显细胞凋亡;ICH组大鼠脑组织内神经细胞凋亡指数与Sham组各时间点相比明显上升(P<0.001),72h内随时间推移凋亡指数有所下降,白藜芦醇可以改善脑组织内神经细胞凋亡情况。大鼠小胶质细胞功能相关蛋白免疫荧光提示,Sham组大鼠脑组织中TLR4、CD36、Nrf2和HO-1蛋白表达均较少;ICH组大鼠脑组织中Nrf2蛋白表达较Sham组上升明显(P<0.001),但随时间推移Nrf2蛋白表达呈现逐渐下降趋势;而注射白藜芦醇后大鼠脑组织中Nrf2蛋白表达明显上升。ICH组大鼠脑组织中HO-1蛋白表达较Sham组有所上升,仅在24h时间点具有统计学意义(P<0.05);而注射白藜芦醇后,脑组织中HO-1蛋白表达明显上升。ICH组大鼠脑组织中TLR4蛋白表达较Sham组明显升高(P<0.001),随时间推移TLR4蛋白表达呈现逐渐下降趋势,注射白藜芦醇后,可使ICH后大鼠脑组织中TLR4蛋白表达明显降低(P<0.001)。ICH组大鼠脑组织中CD36蛋白表达较Sham组升高(P<0.05),注射白藜芦醇可使ICH大鼠脑组织细胞CD36蛋白表达增加(P<0.001)。(2)细胞实验:对照组、Fe~(2+)干预组、Fe~(2+)+白藜芦醇(25μM)、Fe~(2+)+白藜芦醇(50μM)各组细胞随着培养时间延长细胞总数增多,Fe~(2+)干预后小胶质细胞总数减少,加入白藜芦醇后细胞总数增加。检测各组细胞培育至24h和72h时间点TLR4、CD36、Nrf2、p-Nrf2及HO-1蛋白,结果提示:较对照组细胞,同一时间点Fe~(2+)干预组细胞的5种蛋白均上升(P<0.05),且72h组要高于24h组;相较Fe~(2+)干预组,同一时间点Fe~(2+)+白藜芦醇治疗组的TLR4蛋白表达明显下降(P<0.05),72h组低于24h组,而CD36、Nrf2、p-Nrf2及HO-1蛋白则明显上升(P<0.05),72h组要高于24h组,且这种趋势在白藜芦醇浓度为50μmol/L时更为明显。各组细胞荧光结果提示:相较对照组细胞,Fe~(2+)干预组细胞中核内Nrf2蛋白阳性率明显增多(P<0.05),在加入白藜芦醇干预后,Nrf2蛋白核内阳性率较Fe~(2+)干预组明显上升(P<0.05),且72h组高于24h组,白藜芦醇高浓度组较低浓度组上升更为明显。结论:1.白藜芦醇可改善脑出血后大鼠的神经功能;2.大鼠脑出血后Fe~(2+)能够激活小胶质细胞,且在72h内激活的小胶质细胞主要表现为促炎功能;3.白藜芦醇可以使大鼠脑出血后激活的小胶质细胞功能在短期内由促炎向抗炎转变,且这种转变可能是通过调控Nrf2/HO-1信号通路而实现。