自由基对神经损伤机理研究课件.pptx

1、自由基对神经损伤机理研究自由基对神经损伤机理研究兼谈依达拉奉对脑卒中作用兼谈依达拉奉对脑卒中作用自由基概述缺血性脑卒中各阶段自由基变化依达拉奉有效减轻脑卒中病理损害总结自由基概述人人体内体内氧自由基约氧自由基约占自由基总量的占自由基总量的95%，也称也称活性氧活性氧非氧自由基主要有非氧自由基主要有氢自由基氢自由基（H）和）和有机自由基有机自由基（R）清除自由基：内源性自由基清除系统清除自由基：内源性自由基清除系统（酶类：酶类：超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶；、过氧化氢酶；非酶类非酶类：维生素：维生素C、E等）等）氧自由基的类型氧自由基的类型超氧阴离子过氧化氢分子羟自由基氢过氧基

2、烷过氧基O2-H2O2OHHO2-ROO烷氧基氮氧自由基过氧亚硝酸盐氢过氧化物单线态氧RONOONOOROOH1O2王志平,等.西南军医 2010;12(3):534-536脑缺血脑缺血/再灌注时自由基的来源再灌注时自由基的来源黄嘌呤氧化酶的形成增多 中性粒细胞的释放线粒体内细胞色素氧化酶系统功能失调儿茶酚胺的增加 自由基通过以下途径导致神经自由基通过以下途径导致神经/血管细胞损伤血管细胞损伤：细胞膜损伤：双层结构改变，膜流动性，通透性 蛋白质损害：使各种蛋白、酶活性、离子泵等功能异常 核酸损害：核酸碱基改变，DNA断裂，染色体畸变 诱导炎症介质产生 自由基损伤脑花生四烯酸（AA）链能引起毒性

3、氧自由基增加，合成潜在的水肿诱导因子白三烯（LT），这是导致脑水肿和组织损伤的主要原因之一。在沙鼠的I/P模型中，MCI-186能够抑制脑白三烯合成的增加，明显阻止水肿扩大。自由基损伤导致的最终结果脑 水 肿梗塞灶扩大因缺血时间、再灌注时间的不同以及药物干预效果的差异，体积大小处于动态变化之中。细胞凋亡在缺血半暗带缩小及中心区扩大的过程中起着十分重要的作用。自由基损伤导致的最终结果自由基损伤导致的最终结果：神经症状如果在神经元细胞发生不可逆损伤前，脑组织恢复血供，同时抑制了再灌注损伤，临床的症状体征是临时的。如果血流中断时间延长、或恢复血供时无有效抑制再灌注损伤即导致不可逆缺血性损伤（梗塞）和

4、持久的神经功能缺损。迟发性神经细胞死亡自由基损伤导致的最终结果自由基损伤导致的最终结果：自由基DNA损害新的基因表达细胞凋亡调控凋亡程序缺血性脑卒中时ROS产生超过抗氧化系统的清除能力氧化应激反应（细胞吞噬）氧化应激反应（细胞吞噬）金属离子转换金属离子转换黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶血红蛋白血红蛋白核黄素核黄素细胞色素细胞色素P450电子传递链电子传递链脂质过氧化脂质过氧化NADPH 氧化还原酶氧化还原酶氧化酶类氧化酶类王志平,等.西南军医 2010;12(3):534-536刘扬,等.中国中医药咨讯 2010;(10):210-211缺血性脑卒中过量自由基的危害损害大分子（核损害大分子（核酸、蛋

5、白质、脂酸、蛋白质、脂质）质）损害细胞膜损害细胞膜自由基自由基抗氧化物质抗氧化物质问题问题：急性缺血性脑卒中各病程自由基的变化情况？：急性缺血性脑卒中各病程自由基的变化情况？王志平,等.西南军医 2010;12(3):534-536需要需要抗自由基抗自由基主要内容自由基概述缺血性脑卒中各阶段自由基变化依达拉奉有效减轻脑卒中病理损害总结缺血性脑卒中溶栓再灌注后诱导机体产生氧化性损伤Oxidative Stress After Thrombolysis-Induced Reperfusion in Human StrokeCarmen Domnguez,Pilar Delgado,Angel Vi

6、lches,试验组试验组(n=160)：t-PA治疗的缺血性脑卒中患者对照组(n=60)基基线线t-PA后后1ht-PA后后2h研究方法研究方法t-PA后后24ht-PA后后12h采血：Domnguez C,et al.Stroke.2010 Apr;41(4)653-60P655;Par1-2急性期24h：患者MDA显著升高 患者在基线、1h、2h、12h、24h的变化情况Domnguez C,et al.Stroke.2010 Apr;41(4)653-60P656;FigA对对照照基基线线1h2h平均MDA(95%CI)micromolar1.020.60.81.212h24h所有组 v

7、s.对照：*P0.001*自由基增多注：过量的ROS极易与脑组织中的脂质发生过氧化反应产生丙二醛（MDA），因此MDA常作为衡量自由基变化的指标急性期14天：重度患者MDA仍较高 一项对急性脑卒中患者14天内MDA检测结果显示：024681012h24h3天7天14天轻度中度重度对照MDA浓度浓度Nmol/mL*注注：vs对照：*P0.05，*P0.01；vs轻型：P0.05；vs中型：P0.05；vs组内24h：#P0.05#*#*#李舟,等.浙江医学 2012;34(22):1818-1820高P1819;Tab2;P1820;Par2;急性期14天：重度患者SOD仍较低 该项研究对患者1

8、4天内SOD检测结果显示：024681012h24h3天7天14天轻度中度重度对照SOD浓度浓度Nmol/mL*注注：vs对照：*P0.05，*P0.01；vs轻型：P0.05；vs中型：P0.05；vs组内24h：#P0.05#李舟,等.浙江医学 2012;34(22):1818-1820*低P1819;Tab3;P1820;Par2;急性期(21天)：脂质过氧化物累积增加 一项探究急性缺血性脑卒中患者血液ROOH的动态变化：急性阶段急性阶段为为21天天（WHO标准）标准）Alexandrova M et al.J Clin Neurosci.2004 Jun;11(5):501-6.血浆R

9、OOH nmol/ml对照组1周2周3周*P=0.0009*P=0.021*P=0.010P504;Par4;Fig6自由基增多急性期（21天)：TBARM累积增加 该项研究中硫代巴比妥酸反应性物质（TBARM）的变化对照组1周2周3周血浆TBARM nmol/ml*P0.0077*P=0.020*P=0.027P504;Par4;Fig7B自由基增多 Alexandrova M et al.J Clin Neurosci.2004 Jun;11(5):501-6.卒中发病6月后：丙二醛显著高于对照组一项探究缺血性脑卒中卒中发生6个月后，血清MDA水平变化，N=38动脉粥样硬化N=19腔隙性脑

10、梗死N=19健康志愿者N=30MDA水平（中位数）3.5（1.56-6.82）3.83（1.17-5.66）1.69（0.45-3.50）P0.001P0.001nmol/mL Bir LS et al.Exp.Med.2006 Jan;208(1)33-9P36;Tab1;Fig1.自由基在脑卒中病程中长期存在病程病程存在自由基损伤存在自由基损伤急性期急性期（21天）天）第一阶段（2448h内）所有患者所有患者第二阶段（314天）部分中度患者部分中度患者重度患者重度患者第三阶段（1521天）重度患者重度患者 恢复期恢复期（26个月）部分重度患者部分重度患者 后遗症期后遗症期（6个月以后）未见

11、临床报道研究显示：研究显示：急性缺血性脑卒中的自由基损伤情况Bir LS et al.Exp.Med.2006 Jan;208(1)33-9 Alexandrova M et al.J Clin Neurosci.2004 Jun;11(5):501-6.李舟,等.浙江医学 2012;34(22):1818-1820Domnguez C,et al.Stroke.2010 Apr;41(4)653-60自由基损伤与炎症相互作用是损伤长期存在的原因血细胞氧血细胞氧化性损伤化性损伤血栓形成血栓形成NONO生物利用度降低生物利用度降低氧化氧化LDLLDL内皮氧化性损伤内皮氧化性损伤动脉粥样化动脉粥样

12、化血管收缩血管收缩卒中卒中Alexandrova,et al.Biol.Med.2005,39,297-316.P230;Par1;Fig1.P298;Par1;L9-L13炎症炎症补体系统激活补体系统激活凝血纤溶异常凝血纤溶异常血小板激活血小板激活血小板血小板-白细白细胞聚集体胞聚集体激活白细胞激活白细胞某某些细胞因子和急些细胞因子和急性炎症标志物变化性炎症标志物变化血脂异常血脂异常内皮细胞活化内皮细胞活化ROS上调内皮细胞和白上调内皮细胞和白细胞表面粘附细胞表面粘附分子分子OHH2O2O2主要内容自由基概述缺血性脑卒中各阶段自由基变化依达拉奉有效减轻脑卒中病理损害总结21依达拉奉阴离子将带

13、有的 1个电子提供给自由基而达到清除自由基的目的依达拉奉：提供电子，清除自由基依达拉奉清除脑缺血后增加的有害的 OH和其它毒性氧自由基有效抑制1.羟自由基与细胞膜脂质作用而生成脂性自由基2.细胞膜脂质过氧化连锁反应3.氧自由基介导的蛋白质、核酸不可逆的破坏作用 直接阻断神经细胞损伤和血管内皮细胞损伤控制脑梗塞进展和症状恶化 依达拉奉显著降低自由基水平Shen LH,et al.Neuroscience.2012 Oct 25;223315-24P318,FigA.B0246810121天3天7天14天MDA浓度浓度nmol/mg.prot假手术组MCAO依达拉奉0102030405060701

14、天3天7天14天SOD活性活性Nu/mg.protvs 假手术组：*P0.01vs.MCAO组：#P 0.01#*单药治疗单药治疗依达拉奉显著减轻脑梗死面积依达拉奉显著减轻脑梗死面积小鼠局灶性脑缺血损伤小鼠局灶性脑缺血损伤模型模型研究目的：探究依达拉奉对模研究目的：探究依达拉奉对模型小鼠型小鼠MMP-9、细胞凋亡、细、细胞凋亡、细胞自噬的影响胞自噬的影响研究分组：假手术组、对照组研究分组：假手术组、对照组（Ve）、依达拉奉（）、依达拉奉（A、B）091.3867.6866.08020406080100Sc组Ve组A组B组总梗死面积总梗死面积#p0.05 vs Vemm.2Liu N,et al

15、.Brain Res.2011 Jun 23;139766-75P69,Fig3(a-e).单药治疗单药治疗依达拉奉减轻细胞凋亡和自噬01007.84550.95544.2404008001200Sc组Ve组A组B组凋亡细胞数凋亡细胞数细胞数mm.2风险比#p0.05 vs Ve#*p0.05 vs Sc#p0.05 vs Ve*0.230.310.20.1300.10.20.30.40.5Sc组Ve组A组B组LC-3（微血管蛋白）（微血管蛋白）Liu N,et al.Brain Res.2011 Jun 23;139766-75P70,Fig4(f-g).单药治疗单药治疗降低MMP-9和水通

16、道蛋白的表达#*p0.01 vs Sc*p0.05 vs Sc#p0.05 vs Ve*风险比0.110.680.430.4500.10.20.30.40.50.60.70.80.91Sc组Ve组A组B组MMP-9含量含量0.230.630.50.4900.10.20.30.40.50.60.70.80.91Sc组Ve组A组B组AQ-4含量含量*p0.05 vs SC#p0.05 vs Ve#*Liu N,et al.Brain Res.2011 Jun 23;139766-75P105,Tab2.单药治疗单药治疗临床证实：依达拉奉显著抑制MMP-9Isahaya K,et al.J Stro

17、ke Cerebrovasc Dis.2012 Feb;21(2)102-7.3.8574.0294.4994.5383.8073.533.4493.4233.544.55入院时48h7天 14天MMP-9含量含量对照依达拉奉ng/MLp=0.042p=0.037P105,Tab2.单药治疗单药治疗依达拉奉降低出血性转化风险内皮细胞紧密连接蛋白基膜自由基MMP9A：正常状态B：tPAtPA后后，缺血再灌注损伤Yamashita T,et al.Cell Transplant.2011;20(1)95-7.P96,Fig1.出血性转化（HT）Yamashita T,et al.J Cereb B

18、lood Flow Metab.2009 Apr;29(4)715-25联合溶栓联合溶栓依达拉依达拉奉奉自由基与自由基与MMP-9损伤血管内皮损伤血管内皮依达拉奉联合t-PADeguchi K,et al.Brain Res.2012 Feb 3;1436168-77研究研究目的目的：探究依达拉奉联合t-PA对神经修复再生蛋白因子的影响检测指标检测指标：neurocanSema3ANogo-RGAP43DCC联合溶栓联合溶栓P169,Par2;:L1-L4;Fig1.依达拉奉显著降低t-PA后梗死面积联合溶栓联合溶栓251265187222080160240320V+VV+tPAE+VE+tP

19、Amm.2P169,Fig2(A-E).总梗死总梗死面积面积p0.05p0.01Deguchi K,et al.Brain Res.2012 Feb 3;1436168-77依达拉奉显著升高修复蛋白因子联合溶栓联合溶栓Sema3A表达量表达量（125Da）11.40.62100.511.522.5SV+V V+tPA E+V E+tPA1.21.40.61.81.300.511.522.5SV+V V+tPA E+V E+tPANogo-R表达量表达量(66Da)p0.01p0.01p0.01p0.01P170-173,Fig3-Fig6Deguchi K,et al.Brain Res.20

20、12 Feb 3;1436168-77依达拉奉改善干细胞治疗引起的脑损伤 研究目的研究目的：探究依达拉奉联合干细胞治疗缺血性脑卒中的作用联合联合干细胞治疗干细胞治疗Shen LH,et al.Neuroscience.2012 Oct 25;223315-24细胞凋亡率细胞凋亡率P318,Par2;Fig1B7.1227.811.54051015202530对照组I/RE+I/RP0.01%P0.01联合依达拉奉显著改善功能恢复P320,Fig51天天3天天20147天天14天天*基基线线12108426神经功能评分（mNSS）神经功能恢复情况神经功能恢复情况*#再灌注时间再灌注时间MCAO依

21、达拉奉BMSCs联合组P 0.05 vs MCAO 对照 0.05 vs MCAO对照P0.01 vs BMSCs 组Shen LH,et al.Neuroscience.2012 Oct 25;223315-24*P0.01 vs MCAO 对照#P0.01 vs 依达拉奉主要内容自由基概述缺血性脑卒中各阶段自由基变化依达拉奉有效减轻脑卒中病理损害总结中重度缺血性脑卒中患者，基础及临床研究显示：自由基损中重度缺血性脑卒中患者，基础及临床研究显示：自由基损伤长期存在伤长期存在依达拉奉有效清除自由基，抑制依达拉奉有效清除自由基，抑制MMP9MMP9，保护基底膜，保护脑，保护基底膜，保护脑微血管的

22、完整性，改善神经功能微血管的完整性，改善神经功能t-PAt-PA溶栓联用依达拉奉可减少出血性转化，依达拉奉联合干溶栓联用依达拉奉可减少出血性转化，依达拉奉联合干细胞治疗疗效更优细胞治疗疗效更优参考文献王志平,孙红斌.氧自由基与缺血性卒中.西南军医 2010;12(3)534-536.刘扬,李日涵,刘畅.氧自由基与缺血再灌注损伤.中国中医药咨讯 2010;(10)210-211.Domnguez C,et al.Oxidative Stress After Thrombolysis-Induced Reperfusion in Human StrokeStroke.2010 Apr;41(4)6

23、53-60李舟,蒋亚平.急性脑梗死患者溶血磷脂酸、丙二醛和超氧化物歧化酶的变化及临床意义.浙江医学 2012;34(22):1818-1820。Alexandrova M et al.Dynamics of free radical processes in acute ischemic stroke:influence on neurological status and outcome.J Clin Neurosci.2004 Jun;11(5)501-6.Bir LS et al.Increased Serum Malondialdehyde Levels in Chronic Stag

24、e of Ischemic Stroke.Exp.Med.2006 Jan;208(1)33-9.Alexandrova,et al.Oxidative stress during the chronic phase of stroke.Free Rad.Biol.Med.2005,39,297-316.Shen LH,et al.PROTECTIVE EFFECTS OF MCI-186 ON TRANSPLANTATION OF BONE MARROW STROMAL CELLS IN RAT ISCHEMIC STROKE MODEL.Neuroscience.2012 Oct 25;2

25、23315-24.PROTECTIVE Liu N,et al.In vivo optical imaging for evaluating the efficacy of edaravone after transient cerebral ischemia in mice.al.Brain Res.2011 Jun 23;139766-75参考文献Isahaya K,et al.Effects of Edaravone,a Free Radical Scavenger,on Serum Levels of Inflammatory Biomarkers in Acute Brain Inf

26、arction.J Stroke Cerebrovasc Dis.2012 Feb;21(2)102-7Yamashita T,et al.Vascular Protection and Restorative Therapy in Ischemic StrokeCell Transplant.2011;20(1)95-7.Yamashita T,et al.Dissociation and protection of the neurovascular unit after thrombolysis and reperfusion in ischemic rat brain.J Cereb Blood Flow Metab.2009 Apr;29(4)715-25.Deguchi K,et al.Modifying neurorepair and neuroregenerative factors with tPA and edaravone after transient middle cerebral artery occlusion in rat brain.Brain Res.2012 Feb 3;1436168-77.