氢气对创伤性颅脑损伤大鼠大脑皮质NLRP3炎症小体的影响

目的评价氢气对创伤性颅脑损伤(TBI)大鼠大脑皮质NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体的影响。方法按随机数字表法将120只成年雄性SD大鼠分为假手术组(S组)、TBI组(T组)、TBI+NLRP3抑制剂MCC950组(T+M组)、TBI+氢气组(T+H组)、TBI+氢气+MCC950组(T+H+M组)5组,每组24只。采用控制型皮质撞击法建立TBI大鼠模型;T+M组和T+H+M组大鼠于制模前14 d连续腹腔注射MCC950(10 mg/kg);T+H组和T+H+M组大鼠分别于制模后1 h和3 h吸入2%氢气1 h。制模后6 h取各组大鼠脑挫伤周围皮质组织,测定伊文思蓝(EB)含量以反映血脑屏障通透性;计算脑组织含水量;用原位末端缺刻标记法(TUNEL)检测细胞凋亡并计算神经元凋亡指数;蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)检测Bcl-2、Bax、NLRP3、凋亡相关微粒蛋白(ASC)、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶1 p20(caspase-1 p20)表达;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测白细胞介素(IL-1β、IL-18)水平。结果与S组相比,T组大鼠大脑皮质EB含量、脑组织含水量、凋亡指数以及Bax、NLRP3、ASC、caspase-1 p20表达明显增高,Bcl-2表达明显降低,IL-1β、IL-18水平明显升高〔EB含量(μg/g):87.57±6.89比10.54±1.15,脑组织含水量:(83.79±2.74)%比(74.50±1.19)%,凋亡指数:(62.66±5.33)%比(4.61±0.96)%,Bax/β-actin:4.20±0.44比1,NLRP3/β-actin:3.55±0.31比1,ASC/β-actin:3.10±0.26比1,caspase-1 p20/β-actin:3.28±0.24比1,Bcl-2/β-actin:0.23±0.03比1,IL-1β(ng/g):221.58±19.15比27.15±3.27,IL-18(ng/g):87.26±7.17比12.10±1.85,均P<0.05〕。与T组相比,T+M组、T+H组和T+H+M组大鼠大脑皮质EB含量、脑组织含水量、凋亡指数以及Bax、NLRP3、caspase-1 p20表达明显降低,Bcl-2表达明显增高,IL-1β、IL-18水平明显降低,而ASC表达差异无统计学意义。与T+H组相比,T+H+M组大鼠大脑皮质EB含量、脑组织含水量、凋亡指数以及Bax、NLRP3、caspase-1 p20表达进一步降低,Bcl-2表达进一步增高,IL-1β、IL-18水平进一步降低〔EB含量(μg/g):40.49±3.15比51.96±4.69,脑组织含水量:(76.58±1.04)%比(78.76±1.16)%,凋亡指数:(32.22±3.44)%比(38.54±3.89)%,Bax/β-actin:1.92±0.16比2.56±0.21,NLRP3/β-actin:1.94±0.14比2.37±0.24,caspase-1 p20/β-actin:1.97±0.17比2.31±0.19,Bcl-2/β-actin:0.82±0.07比0.52±0.04,IL-1β(ng/g):86.23±7.09比110.44±10.48,IL-18(ng/g):40.18±3.22比46.23±4.02,均P<0.05〕。而T+M组与T+H组各指标比较差异均无统计学意义。结论氢气吸入减轻大鼠TBI的机制可能与抑制大脑皮质NLRP3炎症小体有关。