氙气延迟后处理减轻兔脊髓缺血再灌注损伤：小胶质细胞活化炎性因子调控

doi:10.4103/1673-5374.228757

摘要/Abstract

摘要：

课题组前期研究证实氙气延迟后处理对大鼠脊髓缺血再灌注损伤的保护作用明显强于氙气即刻后处理，但机制不明。小胶质细胞是神经系统中主要的炎症细胞之一，激活后释放促炎因子可导致组织损伤。抑制小胶质细胞激活可缓解脊髓缺血再灌注损伤。为观察氙气即刻后处理和延迟后处理对兔脊髓缺血再灌注损伤后小胶质细胞活化和炎性因子调控的影响。实验采用胸主动脉球囊阻断法建立脊髓缺血再灌注兔模型后，分别给予两种干预：氙气即刻后处理即在再灌注后即刻吸入50%氙气1 h，然后吸入50%氮气2 h；氙气延迟后处理即在再灌注后即刻吸入50%氮气2h，然后吸入50%氙气1 h。分别在再灌注后4，8，24，48和72 h采用兔后肢运动功能评分(Jacob’s评分)对各组兔进行后肢运动功能评分。再灌注后72 h，利用蛋白定量分析法检测各组脊髓中白细胞介素素6，10表达，利用免疫组织化学染色法和蛋白定量分析法检测各组脊髓中小胶质细胞特征性标记物Iba-1表达水平，用苏木精-伊红染色法观察脊髓损伤区域正常神经元形态并计数。结果显示，再灌注后72 h，氙气延迟后处理显著提升了脊髓缺血再灌注后兔后肢运动功能，增加脊髓损伤区域正常神经元数量，并且降低脊髓组织中Iba-1的表达水平，抑制了脊髓中白细胞介素素6，10表达，而氙气即刻后处理组则对上述结果指标的改善无显著影响，上述数据说明，氙气延迟后处理可能通过降低脊髓损伤后的小胶质细胞活化水平，及促炎症因子白细胞介素素6，10的释放，从而促进神经功能恢复。

orcid:0000-0003-3434-0954(Wei-ping Cheng)
0000-0001-7926-2561(Mu Jin)

关键词: 神经再生, 脊髓损伤, 氙气, 即刻后处理, 延迟后处理, 缺血再灌注, 小胶质细胞, 白介素6, 白介素10, 离子钙接头蛋白, 炎症反应

Abstract:

The neuroprotective effect against spinal cord ischemia/reperfusion injury in rats exerted by delayed xenon post-conditioning is stronger than that produced by immediate xenon post-conditioning. However, the mechanisms underlying this process remain unclear. Activated microglia are the main inflammatory cell type in the nervous system. The release of pro-inflammatory factors following microglial activation can lead to spinal cord damage, and inhibition of microglial activation can relieve spinal cord ischemia/reperfusion injury. To investigate how xenon regulates microglial activation and the release of inflammatory factors, a rabbit model of spinal cord ischemia/reperfusion injury was induced by balloon occlusion of the infrarenal aorta. After establishment of the model, two interventions were given: (1) immediate xenon post-conditioning—after reperfusion, inhalation of 50% xenon for 1 hour, 50% N2/50%O2 for 2 hours; (2) delayed xenon post-conditioning—after reperfusion, inhalation of 50% N2/50%O2 for 2 hours, 50% xenon for 1 hour. At 4, 8, 24, 48 and 72 hours after reperfusion, hindlimb locomotor function was scored using the Jacobs locomotor scale. At 72 hours after reperfusion, interleukin 6 and interleukin 10 levels in the spinal cord of each group were measured using western blot assays. Iba1 levels were determined using immunohistochemistry and a western blot assay. The number of normal neurons at the injury site was quantified using hematoxylin-eosin staining. At 72 hours after reperfusion, delayed xenon post-conditioning remarkably enhanced hindlimb motor function, increased the number of normal neurons at the injury site, decreased Iba1 levels, and inhibited interleukin-6 and interleukin-10 levels in the spinal cord.Immediate xenon post-conditioning did not noticeably affect the above-mentioned indexes. These findings indicate that delayed xenon post-conditioning after spinal cord injury improves the recovery of neurological function by reducing microglial activation and the release of interleukin-6 and interleukin-10.

Key words: nerve regeneration, spinal cord injury, xenon, immediate post-conditioning, delayed post-conditioning, ischemia/reperfusion, microglia, interleukin-6, interleukin-10, ionized calcium binding adaptor molecule 1, inflammatory reaction, neural regeneration

. 氙气延迟后处理减轻兔脊髓缺血再灌注损伤：小胶质细胞活化炎性因子调控[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2018, 13(3): 510-517.

Yan-wei Yang, Yun-lu Wang, Jia-kai Lu, Lei Tian, Mu Jin, Wei-ping Cheng. Delayed xenon post-conditioning mitigates spinal cord ischemia/reperfusion injury in rabbits by regulating microglial activation and inflammatory factors[J]. Neural Regeneration Research, 2018, 13(3): 510-517.

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延伸阅读

Neural Regen Res: 氙气延迟后处理保护脊髓缺血再灌注损伤的机制

中国首都医科大学的杨彦伟等发表在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2018年3月第3期的一项最新研究发现，氙气延迟后处理可降低脊髓损伤后的小胶质细胞活化水平，并降低继发性炎症因子白细胞介素素6，10的表达，从而促进神经功能恢复。

课题组前期研究证实氙气延迟后处理对大鼠脊髓缺血再灌注损伤的保护作用明显强于氙气即刻后处理，但机制不明。小胶质细胞是神经系统中主要的炎症细胞之一，激活后释放促炎因子可导致组织损伤。抑制小胶质细胞激活可缓解脊髓缺血再灌注损伤。但到目前为止还没有关于氙气如何调控脊髓缺血再灌注损伤后小胶质细胞激活和炎症因子水平变化的报道。

杨彦伟等将成年新西兰大白兔采用胸主动脉球囊阻断法建立脊髓缺血再灌注模型，分别给予两种干预，氙气即刻后处理在再灌注后即刻吸入50%氙气1 h，然后吸入50%氮气2 h；氙气延迟后处理为在再灌注后即刻吸入50%氮气2h，然后吸入50%氙气1 h。结果显示，再灌注后72 h，与氙气即刻后处理相比，氙气延迟后处理显著提升了脊髓缺血再灌注后兔后肢运动功能，增加脊髓损伤区域正常神经元数量，并且降低脊髓组织中Iba-1的表达水平，抑制了脊髓中白细胞介素素6，10表达。研究结果解释了氙气延迟后处理保护脊髓缺血再灌注损伤的抗炎机制。

Article: " Delayed xenon post-conditioning mitigates spinal cord ischemia/reperfusion injury in rabbits by regulating microglial activation and inflammatory factors," by Yan-wei Yang, Yun-lu Wang, Jia-kai Lu, Lei Tian, Mu Jin, Wei-ping Cheng (Department of Anesthesiology, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing Institute of Heart, Lung and Blood Vessel Diseases, Beijing, China).

Yang YW, Wang YL, Lu JK, Tian L, Jin M, Cheng WP (2018) Delayed xenon post-conditioning mitigates spinal cord ischemia/reperfusion injury in rabbits by regulating microglial activation and inflammatory factors. Neural Regen Res 13(3):510-517.

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