自由基对神经损伤机理研究

自由基对神经损伤机理研究兼谈依达拉奉对脑卒中作用,自由基概述,人体内氧自由基约占自由基总量的95%，也称活性氧非氧自由基主要有氢自由基（H）和有机自由基（R）清除自由基：内源性自由基清除系统（酶类：超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶；非酶类：维生素C、E等）,王志平,等. 西南军医 2010; 12(3) : 534-536,脑缺血/再灌注时自由基的来源,黄嘌呤氧化酶的形成增多 中性粒细胞的释放线粒体内细胞色素氧化酶系统功能失调儿茶酚胺的增加,自由基通过以下途径导致神经/血管细胞损伤：,细胞膜损伤：双层结构改变，膜流动性 ，通透性 蛋白质损害：使各种蛋白、酶活性、离子泵等功能异常 核酸损害：核酸碱基改变，DNA断裂，染色体畸变 诱导炎症介质产生,自由基损伤,脑花生四烯酸（AA）链能引起毒性氧自由基增加，合成潜在的水肿诱导因子白三烯（LT），这是导致脑水肿和组织损伤的主要原因之一。在沙鼠的I/P模型中，MCI-186能够抑制脑白三烯合成的增加，明显阻止水肿扩大。,自由基损伤导致的最终结果,脑 水 肿,梗塞灶扩大,因缺血时间、再灌注时间的不同以及药物干预效果的差异，体积大小处于动态变化之中。细胞凋亡在缺血半暗带缩小及中心区扩大的过程中起着十分重要的作用。,自由基损伤导致的最终结果：,神经症状,如果在神经元细胞发生不可逆损伤前，脑组织恢复血供，同时抑制了再灌注损伤，临床的症状体征是临时的。如果血流中断时间延长、或恢复血供时无有效抑制再灌注损伤即导致不可逆缺血性损伤（梗塞）和持久的神经功能缺损。,迟发性神经细胞死亡,自由基损伤导致的最终结果：,自由基,DNA损害,新的基因表达,细胞凋亡,调控凋亡程序,缺血性脑卒中时ROS产生超过抗氧化系统的清除能力,氧化应激反应（细胞吞噬）,金属离子转换,黄嘌呤氧化酶血红蛋白核黄素,细胞色素P450,电子传递链,脂质过氧化NADPH 氧化还原酶,氧化酶类,王志平,等. 西南军医 2010; 12(3) : 534-536,刘扬,等. 中国中医药咨讯 2010; (10) : 210-211,缺血性脑卒中过量自由基的危害,损害大分子（核酸、蛋白质、脂质）损害细胞膜,自由基,抗氧化物质,问题：急性缺血性脑卒中各病程自由基的变化情况？,王志平,等. 西南军医 2010; 12(3) : 534-536,需要抗自由基,主要内容,缺血性脑卒中溶栓再灌注后诱导机体产生氧化性损伤,Oxidative Stress After Thrombolysis-Induced Reperfusion in Human StrokeCarmen Domnguez, Pilar Delgado, Angel Vilches,试验组(n=160)：t-PA治疗的缺血性脑卒中患者,对照组(n=60),基线,t-PA后1h,t-PA后2h,研究方法,t-PA后24h,t-PA后12h,采血：,Domnguez C, et al. Stroke. 2010 Apr;41(4)653-60,P655;Par1-2,急性期24h：患者MDA显著升高,患者在基线、1h、2h、12h、24h的变化情况,Domnguez C, et al. Stroke. 2010 Apr;41(4)653-60,P656;FigA,平均MDA(95% CI)micromolar,1.0,2,0.6,0.8,1.2,所有组 vs.对照：*P0.001,*,*,*,*,*,自由基增多,注：过量的ROS极易与脑组织中的脂质发生过氧化反应产生丙二醛（MDA），因此MDA常作为衡量自由基变化的指标,急性期14天：重度患者MDA仍较高,一项对急性脑卒中患者14天内MDA检测结果显示：,MDA浓度,Nmol/mL,*,注：vs对照：*P0.05，*P0.01； vs轻型： P0.05； vs中型： P0.05； vs组内24h ：# P0.05,#,#,*,#,*,#,李舟,等.浙江医学 2012; 34(22) : 1818-1820,高,P1819;Tab2;P1820;Par2;,急性期14天：重度患者SOD仍较低,该项研究对患者14天内SOD检测结果显示：,SOD浓度,Nmol/mL,*,注：vs对照：*P0.05，*P0.01； vs轻型： P0.05； vs中型： P0.05； vs组内24h ：# P0.05,#,#,李舟,等.浙江医学 2012; 34(22) : 1818-1820,*,*,*,低,P1819;Tab3;P1820;Par2;,急性期(21天)：脂质过氧化物累积增加,一项探究急性缺血性脑卒中患者血液ROOH的动态变化：,急性阶段为21天（WHO标准）,Alexandrova M et al.J Clin Neurosci. 2004 Jun;11(5):501-6.,血浆ROOH nmol/ml,对照组,1周,2周,3周,*P=0.0009,*P=0.021,*P=0.010,P504;Par4;Fig6,自由基增多,急性期（21天)：TBARM累积增加,该项研究中硫代巴比妥酸反应性物质（TBARM）的变化,对照组,1周,2周,3周,血浆TBARM nmol/ml,*P0.0077,*P=0.020,*P=0.027,P504;Par4;Fig7B,自由基增多,Alexandrova M et al.J Clin Neurosci. 2004 Jun;11(5):501-6.,卒中发病6月后：丙二醛显著高于对照组,一项探究缺血性脑卒中卒中发生6个月后，血清MDA水平变化，N=38,动脉粥样硬化N=19,腔隙性脑梗死N=19,健康志愿者N=30,MDA水平（中位数）,3.5（1.56-6.82）,3.83（1.17-5.66）,1.69（0.45-3.50）,P0.001,P0.001,nmol/mL,Bir LS et al. Exp. Med. 2006 Jan;208(1)33-9,P36;Tab1;Fig1.,自由基在脑卒中病程中长期存在,研究显示：急性缺血性脑卒中的自由基损伤情况,Bir LS et al. Exp. Med. 2006 Jan;208(1)33-9,Alexandrova M et al.J Clin Neurosci. 2004 Jun;11(5):501-6.,李舟,等.浙江医学 2012; 34(22) : 1818-1820,Domnguez C, et al. Stroke. 2010 Apr;41(4)653-60,自由基损伤与炎症相互作用是损伤长期存在的原因,血细胞氧化性损伤,血栓形成,NO生物利用度降低,氧化LDL,内皮氧化性损伤,动脉粥样化,血管收缩,卒中,Alexandrova,et al. Biol. Med.2005, 39, 297-316.,P230;Par1;Fig1.P298;Par1;L9-L13,由于卒中患者随后可能有高的血管并发症风险，和新的血管意外风险；因此，不应忽视自由基的清除治疗！,主要内容,21,依达拉奉阴离子将带有的 1个电子提供给自由基而达到清除自由基的目的,依达拉奉：提供电子，清除自由基,依达拉奉清除脑缺血后增加的有害的 OH和其它毒性氧自由基,有效抑制1.羟自由基与细胞膜脂质作用而生成脂性自由基2.细胞膜脂质过氧化连锁反应3.氧自由基介导的蛋白质、核酸不可逆的破坏作用 直接阻断神经细胞损伤和血管内皮细胞损伤控制脑梗塞进展和症状恶化,依达拉奉显著降低自由基水平,Shen LH, et al. Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24,P318,FigA.B,vs 假手术组 ：*P0.01vs.MCAO组：#P 0.01,#,#,#,#,#,#,*,*,*,*,*,*,单药治疗,依达拉奉显著减轻脑梗死面积,小鼠局灶性脑缺血损伤模型研究目的：探究依达拉奉对模型小鼠MMP-9、细胞凋亡、细胞自噬的影响研究分组：假手术组、对照组（Ve）、依达拉奉（A、B）,#,#,#p0.05 vs Ve,mm.2,Liu N, et al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,P69,Fig3(a-e).,单药治疗,依达拉奉减轻细胞凋亡和自噬,细胞数mm.2,风险比,#,#,#p0.05 vs Ve,#,#,*p0.05 vs Sc#p0.05 vs Ve,*,Liu N, et al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,P70,Fig4(f-g).,单药治疗,降低MMP-9和水通道蛋白的表达,#,#,*p0.01 vs Sc*p0.05 vs Sc#p0.05 vs Ve,*,*,*,风险比,*p0.05 vs SC#p0.05 vs Ve,#,#,*,*,*,Liu N, et al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,P105,Tab2.,单药治疗,临床证实：依达拉奉显著抑制MMP-9,Isahaya K, et al. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2012 Feb;21(2)102-7.,ng/ML,p=0.042,p=0.037,P105,Tab2.,单药治疗,依达拉奉降低出血性转化风险,内皮细胞,紧密连接蛋白,基膜,自由基,MMP9,A：正常状态,B：tPA后，缺血再灌注损伤,Yamashita T, et al. Cell Transplant. 2011;20(1)95-7.,P96,Fig1.,出血性转化（HT）,Yamashita T, et al. J Cereb Blood Flow Metab. 2009 Apr;29(4)715-25,联合溶栓,依达拉奉,自由基与MMP-9损伤血管内皮,依达拉奉联合t-PA,Deguchi K,et al. Brain Res. 2012 Feb 3;1436168-77,研究目的：探究依达拉奉联合t-PA对神经修复再生蛋白因子的影响,检测指标：neurocanSema3ANogo-RGAP43DCC,联合溶栓,P169,Par2;:L1-L4;Fig1.,依达拉奉显著降低t-PA后梗死面积,联合溶栓,mm.2,P169,Fig2(A-E).,总梗死面积,p0.05,p0.01,Deguchi K,et al. Brain Res. 2012 Feb 3;1436168-77,依达拉奉显著升高修复蛋白因子,联合溶栓,Sema3A表达量（125Da）,Nogo-R表达量(66Da),p0.01,p0.01,p0.01,p0.01,P170-173,Fig3-Fig6,Deguchi K,et al. Brain Res. 2012 Feb 3;1436168-77,依达拉奉改善干细胞治疗引起的脑损伤,研究目的：探究依达拉奉联合干细胞治疗缺血性脑卒中的作用,联合干细胞治疗,Shen LH, et al. Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24,细胞凋亡率,P318,Par2;Fig1B,P0.01,%,P0.01,联合依达拉奉显著改善功能恢复,P320,Fig5,*,神经功能评分（mNSS）,神经功能恢复情况,*,#,#,再灌注时间,MCAO,依达拉奉,BMSCs,联合组,P 0.05 vs MCAO 对照 0.05 vs MCAO对照,P0.01 vs BMSCs 组,Shen LH, et al. Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24,*P0.01 vs MCAO 对照#P0.01 vs 依达拉奉,主要内容,总结,参考文献,王志平,孙红斌.氧自由基与缺血性卒中. 西南军医 2010; 12(3) 534-536.刘扬,李日涵,刘畅. 氧自由基与缺血再灌注损伤.中国中医药咨讯 2010; (10) 210-211.Domnguez C, et al. Oxidative Stress After Thrombolysis-Induced Reperfusion in Human StrokeStroke. 2010 Apr;41(4)653-60李舟,蒋亚平.急性脑梗死患者溶血磷脂酸、丙二醛和超氧化物歧化酶的变化及临床意义.浙江医学 2012; 34(22) : 1818-1820。Alexandrova M et al. Dynamics of free radical processes in acute ischemic stroke:influence on neurological status and outcome. J Clin Neurosci. 2004 Jun;11(5)501-6.Bir LS et al. Increased Serum Malondialdehyde Levels in Chronic Stage of Ischemic Stroke. Exp. Med. 2006 Jan;208(1)33-9.Alexandrova,et al. Oxidative stress during the chronic phase of stroke. Free Rad. Biol. Med.2005, 39, 297-316.Shen LH, et al. .PROTECTIVE EFFECTS OF MCI-186 ON TRANSPLANTATION OF BONE MARROW STROMAL CELLS IN RAT ISCHEMIC STROKE MODEL.Neuroscience. 2012 Oct 25;223315-24.PROTECTIVE Liu N, et al. In vivo optical imaging for evaluating the efficacy of edaravone after transient cerebral ischemia in mice. al.Brain Res. 2011 Jun 23;139766-75,参考文献,Isahaya K,