异氟醚通过醛糖还原酶改善线粒体功能保护脑缺血/再灌注损伤

蒋雯; 李杰; 黄燕; 孙景波; 邓敏贞; 蔡粤芳; Sookja Kim Chung; 程骁

doi:10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2021.0510

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异氟醚通过醛糖还原酶改善线粒体功能保护脑缺血/再灌注损伤

基础研究 | 更新时间：2024-02-19

- 异氟醚通过醛糖还原酶改善线粒体功能保护脑缺血/再灌注损伤
- Isoflurane Attenuates Cerebral Ischemia/reperfusion Injury by Improving Mitochondrial Function via Aldose Reductase
- 中山大学学报（医学科学版） 2021年42卷第5期页码：721-728
- 作者机构：
  
  1.广州中医药大学第二临床医学院，广东广州 510405
  2.广东省中医院 // 广州中医药大学第二附属医院，广东广州 510006
  3.广东省省部共建中医湿证国家重点实验室，广东广州 510120
  4.广东省中医急症重点实验室，2017B030314176，广东广州 510120
  5.澳门科技大学医学院，澳门 999078
- 作者简介：
  
  蒋雯，硕士生，研究方向：麻醉与围术期器官功能保护，E-mail：361855021@qq.com
- 基金信息：
  
  国家科技重点研发计划子课题(SQ2019YFC170103);中华中医药学会青年托举人才项目(CACM-2018-QNRC2-C09);广州市创新环境建设计划珠江科技新星(201806010025);广东省中医急症研究重点实验室专项(2017B030314176;YN2018ZD07;YN2018ZD07)
- DOI：10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2021.0510
  中图分类号： R614
- 收稿：2021-06-08，
  
  纸质出版：2021-09-20
- 稿件说明：
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蒋雯,李杰,黄燕等.异氟醚通过醛糖还原酶改善线粒体功能保护脑缺血/再灌注损伤[J].中山大学学报（医学科学版）,2021,42(05):721-728.

JIANG Wen,LI Jie,HUANG Yan,et al.Isoflurane Attenuates Cerebral Ischemia/reperfusion Injury by Improving Mitochondrial Function via Aldose Reductase[J].Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences),2021,42(05):721-728.
蒋雯,李杰,黄燕等.异氟醚通过醛糖还原酶改善线粒体功能保护脑缺血/再灌注损伤[J].中山大学学报（医学科学版）,2021,42(05):721-728. DOI： 10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2021.0510.

JIANG Wen,LI Jie,HUANG Yan,et al.Isoflurane Attenuates Cerebral Ischemia/reperfusion Injury by Improving Mitochondrial Function via Aldose Reductase[J].Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences),2021,42(05):721-728. DOI： 10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2021.0510.

摘要

目的

探讨异氟醚（ISO）对脑缺血/再灌注（IR）小鼠线粒体功能的影响及其可能机制。

方法

醛糖还原酶（

）基因敲除的小鼠（

-/-

）及对照野生型小鼠（Wild-type，WT）随机分为WT-S组、WT-IR组、WT-IR+ISO组、

-/-

+S组、

-/-

+IR组、

-/-

+IR+ISO组，每组6只。通过线栓法建立小鼠大脑中动脉栓塞模型（缺血1 h，再灌注23 h），Zea-Longa 法评估小鼠神经功能评分，2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染色评估脑梗塞体积，Western blot检测脑组织AR蛋白表达，免疫荧光定位检测缺血半暗带AR蛋白表达水平，TUNEL法评估缺血半暗带细胞凋亡情况，流式细胞分析线粒体通透性转换孔（MPTP）的开放程度。

结果

脑缺血/再灌注损伤引起小鼠神经功能缺损及脑部缺血梗死灶（

0.01），同时上调缺血半暗带中AR蛋白的表达（

0.01），引起脑细胞凋亡增多及线粒体MPTP开放增加（均

0.001）；与WT-IR组相比，

-/-

+IR组神经功能评分、脑梗塞体积、细胞凋亡以及MPTP开放程度明显得到改善（均

0.05）。与WT-IR组相比，WT-IR+ISO组神经功能评分和脑梗塞体积明显减少（均

0.05），损伤侧脑组织中的AR蛋白的表达降低（

0.01），损伤脑组织中的凋亡细胞以及MPTP开放程度减少（均

0.001）。而对比

-/-

+IR组，

-/-

+IR+ISO组小鼠在神经功能评分、脑梗塞体积、凋亡细胞以及MPTP开放程度等方面差异无统计学意义。

结论

异氟醚能通过减少AR蛋白的表达，减轻线粒体功能损伤，从而改善小鼠脑缺血/再灌注损伤。

Abstract

Objective

To investigate the effects of Isoflurane （ISO） on the mitochondrial function of Cerebral ischemia/reperfusion （I/R） mice and its possible mechanism.

Methods

Aldose reductase knockout mice （

-/-

） and control wild-type mice （WT） were randomly divided into WT-S group， WT-IR group， WT-IR+ISO group，

-/-

+S group，

-/-

+IR group，

-/-

+IR+ISO group （Six in each group）. Mice middle cerebral artery embolization model was established by thread embolization method （1 h after ischemia， 23 h after reperfusion）. Zea-Longa method was used to evaluate the neurological function scores of mice. 2，3，5-TTC staining was used to assess the volume of cerebral infarction， Western blot was used to detect AR protein expression in brain tissue， and immunofluorescence localization was used to detect AR protein expression level in ischemic penumbra. TUNEL method was used to evaluate the apoptosis of ischemic penumbra cells， and flow cytometry was used to analyze the opening degree of mitochondrial permeability transition pore （MPTP）.

Results

Cerebral ischemia/reperfusion injury caused neurological impairment and cerebral ischemic infarction in mice （

0.01）. Meanwhile， the expression of AR protein in the ischemic penumbra was up-regulated （

0.01）， and the apoptosis of brain cells and the opening of mitochondrial MPTP were increased （all

0.001）. Compared with WT-IR group， neurological function score， cerebral infarction volume， apoptosis and MPTP openness were significantly improved in

-/-

+IR group （all

0.05）. Compared with WT-IR group， neurological score and cerebral infarction volume were significantly decreased in WT-IR+ISO group （all

0.05）， AR protein expression in the injured brain tissue was decreased （all

0.01）， apoptotic cells and MPTP openness in the injured brain tissue were decreased （all

0.001）. Compared with

-/-

+IR group，

-/-

+IR+ISO group showed no significant difference in neurological function score， cerebral infarction volume， apoptotic cells and MPTP openness.

Conclusion

Isoflurane can reduce the mitochondrial function injury by reducing the expression of AR protein， thus improving the cerebral ischemia/reperfusion injury in mice.

关键词

Keywords

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