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心脏骤停复苏动物模型下脑神经功能 | 非折叠蛋白分支XBP1s的效应研究

2021.08.30

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脏骤停和复苏动物模型的建立

1、用5%异氟烷诱导麻醉3-4个月龄小鼠,气管插管后,小鼠在进行CA前维持1.5%-1.7%的异氟烷吸入。

2、通过探头持续测量直肠温度,整个过程保持在36.5±0.5℃环境下。分别将电极针插入双侧前肢和左后肢,连续记录心电情况。

3、剃光颈部毛发,切开1cm皮肤切口,暴露出颈静脉。待生理状态稳定后,从颈静脉取血0.3 mL,随后从颈静脉注入0.5 mol/L KCl 30 μL诱发心脏停搏,以心电图波形监测CA的发生。

4、当CA发生后,停止肺通气。于CA后3分钟重新输注血液。CA后8分钟,将吸入的氧气调整至100%。CA 8.5分钟后,恢复机械通气,快速静推肾上腺素100 μL (32 μg/mL),然后持续输注肾上腺素20 μL/min。

5、单指按压胸部,每次按压约300次/分钟,直到恢复自发血液循环,即出现稳定的心电图窦性节律,此时肾上腺素输注随即停止,肾上腺素最大输注量应限制在300 µl。

6、如果在3分钟内不能恢复自发性血液循环,则放弃复苏,并将该动物排除在研究之外。一旦小鼠获得自主呼吸,就可以将其被从手术台上取出,至于温暖环境下恢复。

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非折叠蛋白分支XBP1s的效应研究

心脏骤停和复苏导致脑缺血再灌注(I/R)损伤,与脑神经元的死亡密切相关。为此,研究者们1通过促进受损的细胞功能的恢复,试图维持细胞内稳态,以此来开拓一种内源性的治疗方法。

非折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)是一种提高细胞存活的通路,在内质网(ER)受损或内质网应激发生后,UPR将会被激活,其主要作用是恢复内质网稳态,促进细胞存活。

缺血性卒中或CA/复苏导致的脑I/R损伤会导致内质网应激并诱发UPR的激活。作为UPR的一个分支,转录因子XBP1的功能是上调葡萄糖代谢相关酶的表达,并且促进O-linked β-n-乙酰氨基葡萄糖(β-N-acetylglucosamine)的修饰,即O-GlcNAc糖基化。

具体实验方法就是通过基因导入和基因敲除技术获得Xbp1过表达和Xbp1缺失的两种小鼠。通过上述步骤建立小鼠心脏骤停和复苏动物模型,再进行行为学评估(Rotarod;Open field)和Neurologic score评分。 


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       可以看出神经元特异性Xbp1敲除小鼠的CA行为学结果较差,而神经元特异性表达Xbp1的小鼠的CA行为学结果较好。实验结论:激活的XBP1可以对CA后的脑神经起到保护的作用。


【参考文献】

1 Li, Ran; Shen, Yuntian; Li, Xuan; Lu, Liping; Wang, Zhuoran; Sheng, Huaxin; Hoffmann, Ulrike; Yang, Wei Activation of the XBP1s/O-GlcNAcylation Pathway Improves Functional Outcome after Cardiac Arrest and Resuscitation in Young and Aged Mice, SHOCK: January 20, 2021 doi: 10.1097/SHK.0000000000001732


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