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免疫相关GTP酶MI在脓毒症诱导脑损伤小鼠皮质神经元细胞自噬中的作用
目的:探讨免疫相关GTP酶M1 (immune-related GTPase M1,IRGM1)在脓毒症诱导脑损伤(sepsis-induced brain injury,SIBI)小鼠皮质神经元细胞自噬中的作用.方法:将野生型和IRGM1基因敲除小鼠各60只分为野生型假手术(sham-operated wild-type,SWT)组、野生型模型(model wild-type,MWT)组、基因敲除假手术(sham-operated knockout, SKO)组和基因敲除模型(model knockout,MKO)组.模型组行小鼠盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture,CLP),CLP后6h行神经行为学评分,如神经生物学低于6分,诊断为SIBI;假手术组只打开腹腔,未行CLP.采用HE染色观察小鼠大脑皮质区病理学改变;电子显微镜下观察小鼠皮质神经元细胞自噬的超微结构;实时定量PCR检测IRGM1和INF-γ mRNA在小鼠大脑皮质组织中的表达;Western印迹检测小鼠大脑皮质组织微管相关蛋白1轻链3(LC3)-Ⅱ,LC3-Ⅰ,SQSTM1,IRGM1的蛋白相对表达量;免疫荧光法观察IRGM1在小鼠大脑皮质神经元中的表达.结果:电子显微镜显示,与SWT组比较,MWT组在CLP后12或24 h小鼠皮质神经元内质网扩张、线粒体肿胀、自噬体数量增加.Western印迹结果显示,CLP后6h小鼠大脑皮质组织LC3-Ⅱ表达开始增加,高表达维持至CLP后96h,相反,SQSTM1在CLP后6h开始下降.与SWT组比较,MWT组在CLP后12 h小]鼠大脑皮质组织中IRGM1的mRNA和蛋白表达水平明显上调,同时,IFN-γ的mRNA表达也明显增加(P＜0.05).双色免疫荧光检测结果显示,CLP后24 h,与SWT组比较,MWT组小鼠皮质神经元中IRGM1表达明显上调.SWT组和SKO组小鼠大脑皮质细胞中自噬活性的基线水平相当低,几乎无LC3-Ⅱ的表达,而SQSTM1表达均很高.但是,CLP后12h,MWT组LC3-Ⅱ表达明显升高,SQSTM1表达下调(P＜0.05),而IRGM1基因敲除的MKO组小鼠大脑皮质组织中几乎无LC3-Ⅱ,SQSTM1的表达明显上调.CLP后6h,MWT组SIBI发生率90％(27/30),MKO组发生率96.67％(29/30).CLP后12h,MKO组小鼠神经生物学评分明显低于MWT组(4.97±0.71 vs 5.43±0.86;t=2.284,P=0.026).小鼠大脑皮质HE染色显示,与MWT比较,MKO组小鼠脑皮质损伤严重,神经细胞数量明显减少.结论:SIBI时IRGM1表达对小鼠大脑皮质神经元损伤具有一定的保护作用,其机制可能与其调节小鼠大脑皮质神经元细胞自噬有关.
关键词： 脓毒症诱导脑损伤 大脑皮质 自噬 免疫相关GTP酶M1 小鼠
