Ferrostatin-1下调脑缺血再灌注小鼠NF-κB/MMP-9维持AQP4极性分布减轻脑水肿

摘要

目的 研究铁死亡抑制剂ferrostatin-1 (Fer-1)对大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)再灌注小鼠脑组织核因子-κB(nuclear factor kappa B, NF-κB)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)及水通道蛋白-4(aquaporin-4, AQP4)的影响，探究抑制铁死亡对缺血性脑卒中后水肿的作用及其可能的机制。方法 将健康成年雄性C57BL/6J小鼠采用数字表法随机分为3组(每组n=10～13):假手术组(Sham组)、MCAO+vehicle组(MCAO组)、MCAO+Fer-1组(Fer-1组)。使用改良线栓法制作MCAO模型，缺血60 min后拔栓实现再灌注。于再灌注即刻，Fer-1组尾静脉注射Fer-1(0.8 mg/kg),Sham组和MCAO组尾静脉注射等体积溶剂。各组动物于再灌注后24 h处死取材，测量梗死侧脑组织干湿质量计算脑含水量；Western blotting检测小鼠缺血脑组织中NF-κB、MMP-9及AQP4的表达；免疫荧光双标染色检测AQP4在CD31标记的血管周围的极化表达。使用Image J软件进行Western blotting条带的灰度分析及AQP4荧光染色的极化分析。结果 (1)与Sham组相比，MCAO组小鼠梗死侧脑组织含水量显著增加(P<0.01);Fer-1组缺血脑组织含水量较MCAO组明显降低(P<0.05)。(2)MCAO组小鼠缺血侧脑组织NF-κB、MMP-9及AQP4总蛋白水平比Sham组明显升高(P<0.05);与MCAO组相比，Fer-1组缺血侧脑组织NF-κB、MMP-9蛋白水平显著降低(P<0.01),AQP4总蛋白表达明显降低(P<0.05)。(3)与Sham组相比，MCAO组小鼠缺血脑组织AQP4 M23/M1比值显著下降(P<0.01);Fer-1组比值较MCAO组明显升高(P<0.05)。(4)MCAO组小鼠缺血侧血管处AQP4信号峰值与背景信号比值显著低于Sham组(P<0.01);给予Fer-1的缺血小鼠AQP4信号峰值与背景信号比值较MCAO组显著升高(P<0.01)。结论 铁死亡抑制剂Fer-1可以下调NF-κB、MMP-9和AQP4的表达水平，维持AQP4极性分布，减轻小鼠脑缺血再灌注24 h的脑水肿。

关键词

ferrostatin-1 / 脑缺血 / 脑水肿 / 核因子-κB(NF-κB) / 基质金属蛋白酶-9(MMP-9) / 水通道蛋白-4(AQP4)极化

基金资助

国家自然科学基金项目(82271308); 北京市自然科学基金项目(7222080)