脑室内注射胰岛素对大鼠全脑缺血后海马CA1区Bcl

　　胰岛素为一种血糖调节激素，其介导的降血糖效应对减轻缺血性脑损伤具有一定的保护作用。大量动物实验证实，脑缺血后将血糖降至正常低限水平可减轻缺血造成的神经元损害。因而早期被应用于脑缺血病人，尤其是同时患有糖尿病患者的治疗当中并取得了较好的疗效。自证实哺乳动物及人类脑中存在有胰岛素及其受体后，胰岛素在中枢神经系统中的作用引起了人们的重视。

　　近年来一些实验研究发现，全脑缺血后经外周血给予胰岛素的同时给予葡萄糖抵消其降糖作用可减轻缺血造成的脑损害，提示胰岛素对缺血性脑损害具有中枢直接保护作用[34]。我们此前的研究也证实胰岛素可减少大鼠全脑缺血后海马CA1区神经元的凋亡并可减轻全脑缺血后大鼠的记忆力损害，其产生抗凋亡作用的机理与促进Bcl2蛋白表达有关。

　　Bcl2基因家族在细胞凋亡中具有重要的调控作用。在Bcl2基因家族中，目前已鉴定出有超过20种基因，包括抑制凋亡的Bcl2、Bclxl、Bclx、Bcl1和促进凋亡的Bax、Bak、Bad、Bclxs、Bik等成员，两类分子的比例决定了细胞是否发生凋亡。Bcl2基因家族对调节线粒体通透性具有关键的作用。在Bcl2基因家族中抑制凋亡的主要成员如Bcl2等基因的表达降低，促进凋亡成员如Bax过表达，均可导致线粒体通透性的增加，可使细胞色素C自线粒体中释放进入细胞浆中[56]，并与Apaf1及Caspase9的前体结合，形成复合物。而后，Caspase9的前体裂解，形成Caspase9并被激活。使其他Caspase家族成员裂解并被激活，其中包括Caspase3[7]。Caspase3的激活目前被认为是起始细胞凋亡的关键点。Caspase3可激活许多细胞底物，其中最主要的有PARP(聚ADP核糖多聚酶)，DNA蛋白激酶，DNA裂解因子。这些蛋白的水解直接导致与细胞凋亡相关特征的出现(如DNA修复的停止，染色体的聚集和细胞核内DNA的断裂等)[89]。由此可见，Bcl2基因家族在细胞是否发生凋亡中具有重要的调控作用。

　　一些研究发现，全脑缺血后海马CA1区神经元的迟发性死亡可能是一个细胞凋亡的过程[10]，Bcl2蛋白在脑缺血再灌注后中枢神经系统中的作用受到了重视[1112]。Kitagawa等[13]在神经元过表达Bcl2基因的转基因小鼠上观察到，全脑缺血再灌注后7d，转基因鼠海马CA1区神经元的死亡数明显少于同源的非转基因鼠。Antonawich等[14]甚至将携带Bcl2基因的逆转录病毒于全脑缺血前24 h种植于鼠海马CA1区，使其转染神经元，全脑缺血后72h观察发现，于种植区周围的神经元Bcl2蛋白呈阳性表达，且神经元存活数明显高于未转染区[14]。从而进一步证实Bcl2蛋白具有减轻全脑缺血后海马CA1区神经元凋亡的作用。

　　为进一步探讨全脑缺血后胰岛素减少海马CA1区神经元凋亡机制，本实验通过制作大鼠全脑缺血再灌注模型，于全脑缺血再灌注后即刻经脑室直接注入胰岛素，对血糖及海马CA1区的Bcl2基因的mRNA和蛋白表达情况进行了观察。结果显示，再灌注即刻经脑室注入1u胰岛素后，全脑缺血前后各组鼠血糖浓度无明显变化，缺血组与治疗组比较血糖浓度亦无显著差异;全脑缺血后1、3、5d，胰岛素治疗组海马CA1区Bcl2基因的mRNA表达与缺血组无显著差异，而Bcl2蛋白的表达却明显高于缺血组。结果证实，胰岛素促进鼠海马CA1区Bcl2蛋白表达的作用可能是通过促进Bcl2蛋白的翻译过程而实现的，而并不依赖胰岛素的外周血糖调节效应及其中枢直接作用。

　　因此我们认为，全脑缺血后经脑室内注入胰岛素可能通过促进Bcl2蛋白翻译过程，使大鼠海马CA1区Bcl2蛋白高表达抑制海马CA1区神经元的凋亡，从而发挥中枢直接保护作用。

　　参考文献：

　　[1]李兵，章翔，张志文，等. 脑室内注射胰岛素对全脑缺血后海马CA1 区神经元凋亡及学习记忆的影响 [J]. 中华神经外科疾病研究杂志, 2003, 2(1):3639.

　　[2]Shintaku S, Ohdan H, Yamamoto H, et al. Expression of bcl2 homologue mRNAs in rat liver allograft: rejectioninducde cell apoptosis is associated with upregulation of bax and bclxs express [J]. Transpl Int, 1998,

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