胰岛素对脓毒症大鼠脑组织的保护作用及机制

目的 探讨胰岛素(INS)对脓毒症大鼠脑组织的保护作用及机制,分析解偶联蛋白2(UCP2)在其中的可能作用.方法 50只无特定病原体(SPF)级SD雄性大鼠,按随机数字表法分为正常对照组(CN组,10只)、脂多糖(LPS)组(20只)、INS组(20只).通过腹腔注射革兰阴性菌LPS 15 mg/kg建立脓毒症大鼠模型.INS组在造模前30 min皮下注射长效INS 1 U/kg,LPS组皮下注射等量9 g/L盐水.LPS造模后24 h,每组各取8只处死,留取大脑皮质.苏木精-伊红(HE)染色观察大脑皮质病理改变,提取皮质线粒体测定线粒体活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)水平,末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP 缺口末端标记法检测皮质神经细胞凋亡,实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测皮质UCP2 mRNA表达,Western blot检测凋亡相关蛋白B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关蛋白(Bax)、活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9(cleaved Caspase-9)和UCP2蛋白的表达.结果 1.与CN组相比,LPS组和INS组大鼠皮质HE染色可见明显异常病理改变;与LPS组相比,INS组大鼠皮质病理改变减轻.2.与CN组相比,LPS组皮质线粒体ROS[(210.01±14.09) RFU比(49.06±7.28) RFU]和MDA[(2.19±0.18) nmol/mg pro比(1.25±0.11) nmol/mg pro]水平明显升高,SOD活力明显下降[(238.49±35.60) U/g pro比(446.66±24.90) U/g pro],差异均有统计学意义(均P<0.05);与LPS组相比,INS组皮质线粒体ROS[(152.69±15.83) RFU比(210.01±14.09) RFU]和MDA[(1.55±0.14) nmol/mg pro比(2.19±0.18) nmol/mg pro]水平下降,SOD活力回升[(327.8±23.26) U/g pro比(238.49±35.60) U/g pro],差异均有统计学意义(均P<0.05).3.与CN组相比,LPS组皮质神经细胞凋亡指数明显升高[(54.16±6.84)%比(5.45±1.43)%],Bcl-2表达下降(0.627±0.018比0.739±0.020),Bax(0.768±0.019比0.520±0.010)和cleaved Caspase-9(0.739±0.016比0.467±0.030)表达升高,差异均有统计学意义(均P<0.05);与LPS组相比,INS组皮质神经细胞凋亡指数明显下降[(33.30±3.07)%比(54.16±6.84)%],Bcl-2表达升高(0.743±0.022比0.627±0.018),Bax(0.687±0.034比0.768±0.019)和cleaved Caspase-9(0.551±0.013比0.739±0.016)表达下降,差异均有统计学意义(均P<0.05).4.与CN组相比,LPS组UCP2 mRNA(2.248±0.155比1.000±0.100)和蛋白(0.659±0.016比0.599±0.018)表达均升高,与LPS组相比,INS组大鼠UCP2 mRNA(2.944±0.117比2.248±0.155)和蛋白(0.719±0.018比0.659±0.016)表达升高,差异均有统计学意义(均P<0.05).结论 INS可减轻脓毒症大鼠脑组织线粒体氧化应激,抑制线粒体凋亡通路的激活并减少神经细胞凋亡,对脓毒症大鼠脑组织起保护作用.INS上调UCP2的表达而减少ROS生成可能是其发挥保护作用的机制之一.