HIF-1α-糖酵解通路在丙泊酚减轻急性睡眠剥夺老龄大鼠脑损伤中的作用

目的:评价缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)-糖酵解通路在丙泊酚减轻急性睡眠剥夺老龄大鼠脑损伤中的作用。方法:SPF级健康雄性SD大鼠48只,20~22月龄,体质量500~600 g,采用随机数字表法分为4组( n=12):对照组(Con组)、睡眠剥夺组(SD组)、睡眠剥夺+丙泊酚组(SP组)和睡眠剥夺+丙泊酚+二甲基乙二酰氨基乙酸(DMOG)组(SPD组)。采用睡眠剥夺仪建立睡眠剥夺模型。于睡眠剥夺前20和3 h时,SP组腹腔注射1%丙泊酚0.04 mg/g,SPD组腹腔注射1%丙泊酚0.04 mg/g和HIF-1α特异性激动剂DMOG 0.05 mg/g。采用条件恐惧实验、新旧物体识别实验评估大鼠记忆能力。行为学实验结束后,取血液和脑组织标本,采用伊文思蓝(EB)染色法检测血脑屏障通透性,HE染色后观察海马组织病理学变化,TUNEL染色法确定海马神经元凋亡率,ELISA法检测血清神经丝轻链蛋白(NfL)、NSE浓度以及海马组织ROS、IL-6、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、乳酸和丙酮酸含量,计算乳酸/丙酮酸比值;采用Western blot法检测海马HIF-1α、丙酮酸激酶M2 (PKM2)、己糖激酶2(HK2)、离子钙结合适配器分子1(IBA1)以及裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cleaved caspase-3)的表达。 结果:与Con组相比,SD组和SPD组僵直时间百分比和识别指数降低,血清NSE和NfL浓度、脑组织EB含量、海马组织ROS、IL-6、iNOS含量和乳酸/丙酮酸比值升高,HIF-1α、PKM2、HK2、IBA1、cleaved caspase-3表达上调,神经元凋亡率升高( P<0.05),海马区神经细胞发生病理学损伤。与SD组相比,SP组僵直时间百分比和识别指数升高,血清NSE和NfL浓度、脑组织EB含量、海马组织ROS、IL-6、iNOS含量和乳酸/丙酮酸比值降低,HIF-1α、PKM2、HK2、IBA1、cleaved caspase-3表达下调,神经元凋亡率降低( P<0.05),海马神经细胞病理学损伤减轻。与SP组相比,SPD组僵直时间百分比和识别指数降低,血清NSE和NfL浓度、脑组织EB含量、海马组织ROS、IL-6及iNOS含量、乳酸/丙酮酸比值升高,HIF-1α、PKM2、HK2、IBA1、cleaved caspase-3表达上调,神经元凋亡率升高( P<0.05),海马区神经细胞病理学损伤加重。 结论:丙泊酚可减轻急性睡眠剥夺诱导的老龄大鼠脑损伤,其机制可能与抑制HIF-1α-糖酵解通路,减轻神经炎症反应有关。