热处理在脑缺血再灌注损伤中的作用及其机制

【摘要】 目的：明确热处理对脑缺血再灌注损伤的作用及其机制。方法：将实验大鼠随机分为热处理组与对照组，对比观察两组动物脑缺血10 min再灌注后12 h时脑组织内HSP70的表达及超氧化物歧化酶（SOD）与丙二醛（MDA）的活力。结果：热处理组的SOD活性及HSP70蛋白的表达于缺血再灌注后明显高于对照组，而MDA的活性明显低于对照组。结论：热处理诱导产生的HSP70可能对脑缺血再灌注损伤有保护作用。热处理可能是通过HSP70清除脑组织自由基和修复脑组织损伤蛋白质，进而实现对脑缺血再灌注损伤的保护作用。

【关键词】 热休克蛋白70； 脑； 缺血再灌注损伤

热休克蛋白（HSP）是最保守的一类蛋白质家族，也是大多数生物体内存在的最丰富的一类蛋白质家族。几乎所有的细胞受到应激后都会产生该类蛋白质，其最主要的作用是发挥分子伴侣作用而起到保护和修复受损蛋白的作用，其中尤以HSP70的研究最为深入[1-2]。目前研究发现，有很多应激原可以促进HSP的产生来对细胞施加保护作用，与此同时又可以通过增加的HSP去保护细胞免受其他应激原的损害，此现象称为交叉耐受性[3]。既往研究发现，热应激预处理可以增加机体对其后的肝缺血再灌注损伤的耐受性[4]。本实验的目的主要是探讨热处理诱导产生的HSP70，对脑缺血再灌注损伤的保护作用及其可能机制。

1 材料与方法

1.1 实验材料 Wistar健康雄性大鼠体重200～250 g；抗大鼠HSP70抗体购自武汉博士德生物工程有限公司；SOD和MDA试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.2 模型制备方法

1.2.1 实验组模型制备 大鼠实验前禁食12 h，自由饮水，10%乌拉坦腹腔注射麻醉，麻醉后，将数字温度计的温度传感探头插入大鼠直肠内约6 cm，其后将大鼠置于电热恒温培养箱中加热，监测其直肠温度在（42±0.5）℃，维持15 min后停止加热。动物恢复12 h后，再次用10%乌拉坦腹腔注射麻醉，手术刀切开颈正中皮肤，分离并用无损伤血管夹夹闭左侧颈总动脉10 min，再灌注12 h后迅速断头取脑。

1.2.2 对照组模型制备 动物饲育条件及处理过程同前，但不进行加热。其后进行脑缺血再灌注模型制备（过程同前）。

1.3 观察指标

1.3.1 脑组织HSP70表达的测定 采用链酶亲和素-生物素-酶复合物（SABC）法。阴性对照采用PBS代替一抗。

1.3.2 脑组织SOD活性、MDA含量的测定 采用黄嘌呤氧化酶法测定脑组织SOD活力；硫代巴比妥酸法测定脑MDA含量。具体操作按照南京建成生物工程研究所提供的试剂盒内操作指南进行。

1.4 统计学处理 使用SPSS 11.0软件进行分析，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，P

2 结果

2.1 大鼠脑组织HSP70的表达 脑组织切片经免疫组化染色后，HSP70阳性反应产物呈棕黄色颗粒，胞浆和胞核均有表达。显微图像分析其光密度值发现，热处理组HSP70表达显著高于对照组，其平均光密度值为（126.4±7.2），对照组为（75.5±3.6），比较差异有统计学意义（P

2.2 大鼠脑SOD活性和MDA含量的变化 两组动物脑组织的SOD活性均于缺血再灌注后降低，热处理组SOD平均活力值为（12.05±0.05）U/mg蛋白，显著高于对照组（6.73±0.99）U/mg蛋白（P

3 讨论

脑缺血再灌注损伤在神经内科是一种常见病[5-6]。发生脑缺血再灌注后往往会通过增加血脑屏障通透性等而引起严重临床病理过程[7]。已有研究表明，热处理可以预防和减少此类病理过程的进程和转归[8-9]。由于热处理过程本身操作简单且副作用小，故此方法已经受到越来越到的临床工作者的重视。

热处理后机体发生的最显著的反应是产生HSP70。HSP70可能会通过与新合成的蛋白质结合，保证蛋白质进行正确的折叠和聚集，并作为辅助蛋白促进蛋白质的组装与运输。当机体受到应激等伤害性刺激而引起蛋白质变性、受损时，HSP70蛋白质又可通过促进SOD的合成来发挥其清道夫作用，清除脑组织多余的自由基，HSP70甚至可以对轻微损伤的蛋白质进行修复并恢复其正常功能[10]。在本实验研究中发现，经过热处理的脑组织，其HSP70表达增多的同时SOD活力亦增加，两者在时间上呈现同步性；而MDA的变化与前两者的变化方向正好相反，且MDA可以反映组织细胞的受损程度，即热处理后脑缺血再灌注损伤程度降低。由此提示，热处理可能是首先通过促进细胞表达HSP70，增多的HSP70可以进一步增加SOD的合成和释放，两者共同通过清除氧自由基和修复损伤受损的细胞而实现其保护作用的。

综上所述，热处理可以诱导脑细胞产生HSP70，产生的HSP70可能会通过促进SOD的产生和修复损伤受损的脑细胞，进而达到降低脑缺血再灌注损伤的作用。

参考文献

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（收稿日期：2013-08-06） （本文编辑：王宇）