高压氧治疗对慢性脑缺血大鼠认知功能的影响及其作用机制

doi:10.3969/j.issn.1673-5765.2020.08.004

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨高压氧（hyperbaric oxygen，HBO）治疗对慢性脑缺血（chronic cerebral ischemia，CCI）大鼠学习记忆能力的影响及其作用机制。方法选取240只雄性SD大鼠随机分为假手术组、CCI组和HBO组，每组80只。采用双侧颈总动脉阻断法建立CCI模型，HBO组建模12 h后开始进行HBO治疗28 d，压力0.2 MPa，每日1次，每次60 mi n。采用 Morri s水迷宫实验评估7、14、21、28 d大鼠的学习记忆能力，每个时间点20只，检测前均进行3 d训练，记录各组大鼠的逃避潜伏时间、穿越平台次数。28 d后处死大鼠取海马组织进行HE染色评估神经元损伤病理变化，RT-PCR法检测Nogo-A mRNA，Western blot法检测Nogo-A蛋白的表达水平。结果 ①与假手术组比较，CCI 组7、14、21、28 d逃避潜伏时间均延长（均P＜0.05），28 d跨越平台次数减少（P＜0.05）；与CCI 组比较，HBO组7、14、21、28 d逃避潜伏时间均缩短（均P＜0.05），28 d跨越平台次数增加（P＜0.05）。②HE染色显示HBO组神经元损伤程度较CCI组减轻；③CCI组Nogo-A mRNA 和Nogo-A蛋白表达水平均较假手术组升高（均P＜0.05），HBO组表达水平均较CCI组下降（P＜0.05）。结论 HBO治疗可改善慢性脑缺血大鼠认知功能，其机制可能与下调海马组织中Nogo-A的表达水平有关。

文章导读： 本研究发现高压氧治疗能够改善慢性脑缺血大鼠的认知功能，其机制可能与降低海马组织Nogo-A mRNA、Nogo-A蛋白的表达水平有关。

关键词: 慢性脑缺血; 高压氧; 认知功能; 轴突再生; 轴突生长抑制因子

Abstract:

Objective To study the effect of hyperbaric oxygen (HBO) treatment on learning and memory ability of rats with chronic cerebral ischemia (CCI) and the mechanism. Methods 240 male SD rats were randomly divided into sham operation group, CCI group and HBO group, with 80 rats in each group. The CCI model was established by bilateral common carotid artery occlusion. Rats in HBO group were treated with HBO for 28 days (0.2 MPa, once a day, 60 minutes each time). Morris water maze test was used to evaluate the learning and memory ability of each group. The escape latency time was measured on day 7, 14, 21 and 28 after modeling (training for 3 days before each detection, 20 rats for each detection), and the crossing platform times was measured only on day 28. On day 28, HE staining, RT-PCR and Western blot were used to detect the pathological changes of neurons, the expression level of Nogo-A mRNA and Nogo-A protein in hippocampus, respectively . Results (1) Compared with the sham operation group, the escape latency time of rats in CCI group on day 7, 14, 21 and 28 were prolonged (all P <0.05), and the times of crossing platform decreased on day 28 (P <0.05). Compared with CCI group, the escape latency time of rats in HBO group were shorter on day 7, 14, 21 and 28 (all P <0.05), and the times of crossing platform increased on day 28 (P <0.05). (2) HE staining showed that neurons damage in HBO group was less than that in CCI group. (3) The expression level of Nogo-A mRNA and Nogo-A protein in the hippocampus of CCI group were higher than that in sham operation group (both P <0.05). The expression level of Nogo-A mRNA and Nogo-A protein in HBO group were lower than that in CCI group (both P <0.05). Conclusions HBO treatment could improve cognitive function in rats with chronic cerebral ischemia, and the mechanism of which may be related to the down regulation of Nogo-A expression in hippocampus of CCI rats.

Key words: Chronic cerebral ischemia; Hyperbaric oxygen; Cognitive function; Axon regeneration; Nogo-A

周磊，应英，范茂丹，郑成刚，衣洪杰，刘青乐. 高压氧治疗对慢性脑缺血大鼠认知功能的影响及其作用机制[J]. 中国卒中杂志, 2020, 15(08): 836-841.

ZHOU Lei, YING Ying, FAN Mao-Dan, ZHENG Cheng-Gang, YI Hong-Jie, LIU Qing-Le. Effect of Hyperbaric Oxygen Therapy on Cognitive Function in Rats with Chronic Cerebral Ischemia and Mechanism[J]. Chinese Journal of Stroke, 2020, 15(08): 836-841.

参考文献

[1] 赵博厚，施丹莉，王冰，等. 慢性脑缺血导致认知

功能障碍的研究进展[J]. 医学综述，2020，26（10）：

1978-1983.

[2] 王丹，牟子超，李余霞，等. 辛伐他汀对慢性脑低灌注大鼠认知功能及海马丝切蛋白表达的影响[J]. 中

华老年心脑血管病杂志，2020，22（4）：361-364.

[3] 孔敏，梁辉，于天霞，等. 慢性脑缺血认知障碍的研

究进展[J]. 中华老年心脑血管病杂志，2017，19（3）：

334-336.

[4] NI M，ZHANG J G，HUANG L，et al. A Rhokinase

inhibitor reverses learning and memory

deficits in a rat model of chronic cerebral ischemia by

altering Bcl-2/Bax-NMDAR signaling in the cerebral

cortex[J]. J Pharmacol Sci，2018，138（2）：107-115.

[5] 梁军，孟辉，孙双全，等. 头穴丛刺对大鼠脑梗死灶

微管蛋白、Nogo-A、MMP-9表达的影响[J]. 解剖科

学进展，2019，25（6）：640-644.

[6] INEICHEN B V，KAPITZA S，BLEUL C，et

al. Nogo-A antibodies enhance axonal repair

and remyelination in neuro-inflammatory and

demyelinating pathology[J]. Acta Neuropathol，2017，

134（3）：423-440.

[7] 何梅，毛敏，赵国燕，等. Nogo-A对突触可塑性的调

节及相关神经疾病[J]. 中国康复理论与实践，2019，25

（2）：196-200.

[8] 王兆伦，张艳，王君. Nogo-A及其受体在阿尔茨海默

病中的作用[J]. 解剖学报，2018，49（4）：549-555.

[9] WÄLCHLI T，ULMANN-SCHULER A，

HINTERMÜLLER C，et al. Nogo-A regulates

vascular network architecture in the postnatal

brain[J]. J Cereb Blood Flow Metab，2017，37（2）：

614-631.

[10] 吴章福，高晓平，李光武. 改良双侧颈总动脉结扎法

与传统法制备的大鼠慢性脑缺血模型比较[J]. 中国

康复医学杂志，2012，27（3）：206-210.

[11] 张丽梅，王恺迪，黎晓. 细胞焦亡在慢性脑缺血中的

研究进展[J]. 中风与神经疾病杂志，2019，36（11）：

1049-1052.

[12] 彭茜，胡杨，王倩，等. 炎症在慢性脑低灌注引起的

认知损害中的作用及其机制[J]. 国际脑血管病杂志，

2019（6）：467-470.

[13] 李红兵，张流忠，吴闵. 中长期慢性脑低灌注海马

CA1区神经元凋亡及加减薯蓣丸干预作用的实验

研究[J]. 中西医结合心脑血管病杂志，2019，17（9）：

1324-1328.

[14] 孙美，侯晓夏，程虹. 慢性脑灌注不足与血管性认知

损害[J]. 国际脑血管病杂志，2018，26（12）：921-926.

[15] 郭雅碧，郑彩霞，陆敏. 慢性脑缺血致学习记忆功能

障碍研究进展[J]. 中国康复医学杂志，2016，31（9）：

1031-1036.

[16] 舒佳惠，张棋，欧阳梦琪，等. 辣椒素对慢性脑低灌注大鼠认知障碍及海马TRPV1蛋白表达的影响[J].

中华行为医学与脑科学杂志，2018，27（8）：722-726.

[17] 杨振军，张祥云，陈志宏，等. 大豆异黄酮对慢性脑

缺血大鼠海马胆碱能神经元的保护作用[J]. 承德医

学院学报，2018，35（5）：366-368.

[18] 涂杳然，牛凡，洪德全，等. 高压氧治疗对大鼠创伤

性脑损伤后Nogo-A及NgR表达的影响[J]. 中国当代

医药，2017，24（33）：7-9.

[19] 何磊，陈军，陈丽莉，等. 应用Morris水迷宫实验评

估银屑病对小鼠模型认知功能的影响[J]. 中华皮肤

科杂志，2019（11）：836-839.

[20] TANAKA K，WADA N，OGAWA N. Chronic

cerebral hypoperfusion induces transient reversible

monoaminergic changes in the rat brain[J].

Neurochem Res，2000，25（2）：313-320.

[21] YAO Y，HAN D D，ZHANG T，et al. Quercetin

improves cognitive deficits in rats with chronic

cerebral ischemia and inhibits voltage-dependent

sodium channels in hippocampal CA1 pyramidal

neurons[J]. Phytother Res，2010，24（1）：136-140.

[22] 韩亚非，余婷. 苦参素对慢性脑缺血大鼠学习记忆能

力的影响及机制研究[J]. 现代中西医结合杂志，2019，

28（5）：469-473，481.

[23] 苏政忠，魏俊，姜海鹏. 高压氧综合治疗慢性脑缺血

患者的疗效及对脑血流灌注的影响[J]. 中华航海医

学与高气压医学杂志，2019（2）：139-142.

[24] 隋云鹏，朱莉莉，隋峰. 神经再生抑制分子Nogo-A

的病生理机制研究进展[J]. 医学分子生物学杂志，

2016，13（2）：115-119.

[25] 王风波，唐明薇，董海. 电针对脑出血大鼠海马区

Nogo-A表达的影响[J]. 中国医药导报，2016，13

（30）：37-40.

[26] HU F，LIU H C，SU D Q，et al. Nogo-A promotes

inflammatory heat hyperalgesia by maintaining

TRPV-1 function in the rat dorsal root ganglion

neuron[J]. FASEB J，2019，33（1）：668-682.

[27] KEMPF A，BODA E，KWOK J C F，et al. Control

of cell shape，neurite outgrowth，and migration by a

Nogo-A/HSPG interaction[J]. Dev Cell，2017，43（1）：

24-34.

[28] LEI H W，WANG J Y，DANG Q J，et al.

Neuropsychiatric involvement in lupus is associated

with the Nogo-A/NgR1 pathway[J]. J Neuroimmunol，

2017，311：22-28.

[29] 史蕙青，张博爱，贾延劼，等. 慢性脑缺血大鼠

Nogo-A和NgR表达的变化[J]. 江苏医药，2008（1）：

59-61，111.