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PI3K/AKt/GSK3β信号通路在复苏中颈部降温的脑保护作用

The protective effect of PI3K/AKt/GSK3β signaling pathway on brain during resuscitation with neck cooling

摘要:

目的 研究PI3K/Akt/GSK3β信号通路在颈部降温的调节作用,初步探讨颈部降温的脑保护作用是否与PI3K/Akt及GSK3β的磷酸化有关.方法 实验在第二军医大学附属长征医院急救科实验室完成.健康雄性新西兰家兔30只随机(随机数字法)分为5组,采用4 min室颤模型.(1)假手术组:常规手术操作置管,不诱导CA,于术后24 h处死取标本.(2)常温复苏组(normothermia theat,NT组):常规致颤复苏并于24 h时间点处死动物取标本.(3)复苏即刻降温组(intra-arrest therapeutic hypothermia,IATH组):于心肺复苏同时启动颈部快速降温,目标脑温为34 ℃,以后维持目标脑温至ROSC后4 h.于24 h时间点处死动物取标本.(4)复苏中降温+特异性抑制剂LY294002(LY294002组):复苏前20 min脑室注射LY294002,其余同组3.(5)复苏后1 h降温组(post-arrest therapeutic hypothermia,PATH组),于心肺复苏后1 h启动颈部快速降温,目标脑温为34 ℃,其余同组3.LY294002溶于DMSO稀释成10 μmol/L,在动物脑立体定位仪下在ROSC前20 min前给予脑室内注射,其余各组给予溶剂DMSO.动物24 h过量麻醉处死,采集标本.应用Western blot检测Akt、p-Akt、GSK-3β、P-GSK-3β (ser9)的蛋白表达,运用TUNEL等方法观察各组组织凋亡变化.所得数据以均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析.结果 与Sham组比较,常温心肺复苏组兔脑细胞胞质中的Akt (Thr-308)磷酸化水平(P-AKT)和P-GSK3β在心肺复苏后24 h明显减低(P<0.05);复苏即刻颈部降温组P-AKT和P-GSK3β水平在心肺复苏后24 h均较常温复苏组明显增强(P<0.05);复苏后1 h降温组的蛋白表达水平在复苏后24 h也较常温复苏组有增强(P<0.05),但弱于复苏即刻颈部降温组;脑室内注射LY294002去除了亚低温的这一作用,表明了LY294002抑制Akt的磷酸化.复苏即刻降温组和复苏后1 h降温组的凋亡细胞较常规复苏组和LY294002组明显减少(P<0.05).结论 颈部降温能减轻复苏后兔脑神经细胞的损伤,复苏时即刻降温能有更好的脑保护作用.低温的脑保护作用能够被PI3K/Akt通路的阻断剂所阻断.说明亚低温的脑保护作用是通过PI3K/Akt通路的激活来实现的.颈部降温可通过PI3K/Akt/GSK-3β信号通路,使蛋白激酶B的活化,促进GSK3β的磷酸化,发挥神经保护作用.PI3K/Akt通路阻断剂LY294002可抑制复苏后脑组织Akt的活化,从而抑制了下游GSK3β的磷酸化,抵消降温的神经保护作用.

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