褪黑素对胆红素脑病大鼠脑顶叶皮质AQP4的调控及其保护机制研究

作者：张茗越; 周龙洋; 蒲淞; 崔爱洁; 张丽荣; 陈春燕; 薛凯歌; 樊萍; 甘胜伟^*

来源：中国病理生理杂志, 2023, 39(07): 1199-1208.

DOI：10.3969/j.issn.1000-4718.2023.07.006

• 胆红素脑病
• 褪黑素
• 水通道蛋白4
• mTOR/PKC信号通路

目的:研究脑顶叶皮质水通道蛋白4(aquaporin 4, AQP4)在褪黑素(melatonin, MT)治疗胆红素脑病(bilirubin encephalopathy, BE)中的表达变化,以及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)/蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)信号通路在MT对AQP4调控中的作用,以探讨MT对BE的治疗机制。方法:80只出生5～7 d的健康SD乳鼠,根据其处理方式,随机分为以下5组:假手术组、BE模型组、MT干预组、PKC抑制剂(PKC inhibitor, PKCi)干预组和mTOR抑制剂(mTOR inhibitor, mTORi)干预组。采用HE染色和尼氏染色检测各组鼠脑皮质病理改变;采用干-湿重法测定各组脑顶叶皮质含水量;应用免疫荧光染色法检测脑皮质AQP4的表达区域;运用TUNEL染色法检测脑顶叶皮质神经细胞的凋亡变化;使用Western blot法测定各组鼠脑顶叶皮质AQP4、caspase-3、cleaved caspase-3和PKCε的表达量。结果:HE和尼氏染色显示,MT可减轻胆红素所致神经细胞的损伤。干-湿重法结果显示,MT可降低BE乳鼠脑顶叶皮质脑含水量。免疫荧光染色显示,BE组AQP4荧光强度增加,主要表达于大脑顶叶皮质血管壁和星形胶质细胞膜;MT干预可阻止BE所致AQP4表达的增加。TUNEL染色显示,MT可减少BE所致细胞凋亡。Western blot显示,与假手术组相比,BE组脑顶叶皮质AQP4、cleaved caspase-3和caspase-3表达增加,PKCε表达降低;MT干预可降低BE鼠顶叶皮质AQP4、cleaved caspase-3和caspase-3表达,增加PKCε表达。PKCi和mTORi均可下调PKCε的表达,阻止MT通过mTOR/PKC信号通路降低AQP4的表达。结论:MT可通过减少BE大鼠脑顶叶皮质中AQP4的表达来缓解脑水肿,并减少caspase-3介导的神经细胞凋亡。MT下调AQP4表达的机制与mTOR/PKC信号通路的激活有关。

• 单位
  重庆市第五人民医院; 重庆医科大学; 基础医学院