藏药红景天“预适应”对缺氧脑损伤神经保护及其线粒体MPTP机制探讨

Preconditioning, a new idea and strategy of prevention and treatment of hypoxia, has a strong protective effect on brain damage caused by hypoxia, whose important mechanism is related with mitochondrion, espacially the function maintain of MPTP. Pharmacological preconditioning can also stimulate endogenous protection and neuroprotection after hypoxia, which has become a hot spot of drug research on prevention and treatment for hypoxic damage..Rhodiola has played a significant role in improving hypoxia tolerance and protecting the brain damaged by hypoxia. The preliminary studies also confirmed that Rhodiola could induce preconditioning through upregulation of HIF-1α, thus the study on the preconditioning neuroprotection of Rhodiola by mitochondrial mechanisms is necessary. Based on the two levels of the whole animal and in vitro cell and through multiple methods as neurophysiology, immunohistochemistry, flow cytometry and Western blotting, et. al, this project studies the effects of preconditioning of Rhodiola on hippocampal neurons, nerve function, mitochondria respiratory function of cells, membrane potential and MPTP permeability changes, caspaes3, Bcl-2 and so on. A clear identification of preconditioning of Rhodiola on hypoxic neuroprotection, the related mechanism of mitochondrial and the function maintain of MPTP will provide a new way for the research on the prevention and treatment of brain damage caused by hypoxia.

预适应是一种缺氧防治新理念和新策略，对缺氧导致的脑损伤具有明显耐受和强大保护作用，其重要作用机制与线粒体特别是MPTP功能维持有关。预适应也可通过药物激发机体内源性保护产生缺氧耐受和脑神经保护作用，这已成为防治缺氧损伤药物研究的新热点。.藏药红景天具有显著的提高缺氧耐受、对缺氧脑神经损伤的保护作用，前期研究亦证实红景天可上调HIF-1α诱导预适应保护，而红景天对缺氧脑神经保护的预适应作用及其相关线粒体机制亟待研究。课题拟在整体动物（低压氧舱模型）和离体细胞两个水平上，采用神经生理、免疫组化、流式细胞术、Western blotting等多种技术，研究红景天预适应对海马神经元、神经功能、细胞线粒体呼吸功能、膜电位及MPTP通透性变化、caspaes3、Bcl-2等的影响，以期明确红景天预适应对缺氧神经保护作用及其相关线粒体和MPTP功能维持机制，这将为藏药防治缺氧损伤药物研究提供新思路。

缺氧是高原、航空、潜水等特殊环境临床疾病造成机体损伤的重要原因。预适应是一种缺氧防治新方法，对缺氧导致的脑损伤具有明显耐受和强大保护作用，其重要作用机制与线粒体特别是MPTP功能维持有关。预适应也可通过药物激发机体内源性保护产生缺氧耐受和脑神经保护作用。本课题从整体动物和离体细胞两个水平上观察了红景天预处理对缺氧性神经损伤的保护作用，并通过观察红景天预处理神经细胞线粒体呼吸功能、细胞内Ca2 +浓度、Bcl-2蛋白表达、caspase-3活性、线粒体膜电位的变化以及它们与的关系，从线粒体的角度对的机制进行了研究。（1）首先观察了预缺氧和红景天干预后对大鼠海马区神经细胞的保护作用以及对大鼠学习记忆能力的影响，从结构和功能两方面探讨预缺氧的神经保护作用，并观察了预缺氧、红景天干预对线粒体呼吸功能、线粒体膜通透性等的影响。结果发现，缺氧可引起海马CA1区神经元损伤，红景天预处理对缺氧引起的海马神经元损伤具有显著的保护作用。红景天预处理可以延长小鼠缺氧存活时间；能减轻穿梭箱主动回避实验中缺氧导致的学习记忆能力下降。与其他对照组比较，红景天预处理能有效减少实验小鼠大脑细胞胞浆内Cyt-C含量，抑制缺氧引起的线粒体膜电位的降低，维持了线粒体膜稳定，能显著降低缺氧导致的MPTP的通透性，保护缺氧时线粒体呼吸功能。（2）采用PC12培养的缺氧细胞模型，通过检测红景天苷预处理后细胞活力、LDH的活性、细胞凋亡、线粒体膜电位、细胞内Ca2 +、Bcl-2和Caspase-3活性的表达，探讨了红景天苷预处理的神经保护作用及其线粒体机制。研究发现，红景天苷降低凋亡增加缺氧诱导的PC12细胞的活力。此外，红景天苷明显稳定线粒体膜电位和细胞内Ca2 +，减少或抑制LDH和Caspase-3活性，上调Bcl-2和CSA和ATR显示相应的功能。红景天苷的可抑制PC12细胞缺氧诱导的细胞凋亡，该保护作用是通过线粒体的完整性和MMP保存介导，抑制过度的Ca2+内流和caspase-3的活性，同时促进Bcl-2的表达，减少死亡后缺血缺氧性损伤。综上，红景天、红景天苷预适应具有缺氧神经保护作用，其机制与线粒体功能保护和MPTP功能维持机制有关，本课题研究为进一步研究采用传统中药防治缺氧性神经损伤或增强神经元对低氧的耐受力，提供了的方向。