基于Ca^(2+)/CaMKⅡ/Caspase-3信号通路探讨适度升高血钾减轻大鼠脑缺血再灌注损伤的机制OA

目的 探讨在脑缺血再灌注损伤(CIRI)大鼠模型中,适度升高血钾是否通过调控钙离子(Ca^(2+))/钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)/胱天蛋白酶3(Caspase-3)信号通路发挥神经保护作用。方法 采用随机数字表法将96只SD大鼠分为假手术组(Sham组)、模型组、高剂量氯化钾组(HD组)、低剂量氯化钾组(LD组),各24只。用线栓法建立大脑中动脉栓塞模型,梗阻90 min后拔除线栓恢复脑组织灌注,构建CIRI模型;Sham组仅行血管分离。于再灌注即刻,HD组、LD组及模型组大鼠经颈内静脉分别输注等体积(3.2 mL/kg)的2.5%氯化钾溶液(等效氯化钾剂量80 mg/kg)、1.25%氯化钾溶液(等效氯化钾剂量40 mg/kg)、生理盐水。干预24 h,将大鼠麻醉并处死,快速取脑组织。用TTC染色法观察脑组织病理变化,并测算脑梗死体积;用TUNEL染色法检测脑神经元凋亡情况,用试剂盒检测脑组织中K^(+)、Ca^(2+)浓度;用Western blotting法检测脑组织中钙信号通路相关蛋白CaMKⅡ、磷酸化CaMKⅡ的Thr-286/287位点(p-CaMKⅡ-Thr-286/287)及凋亡相关蛋白B淋巴细胞瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、裂解型Caspase-3(Cleaved-Caspase-3)表达。结果 模型组脑组织可见大块梗死区域;与模型组比较,LD组、HD组脑组织梗死区减少,且HD组脑组织梗死区少于LD组。与Sham组比较,模型组脑梗死体积占比、脑神经元凋亡率高,脑组织中K^(+)浓度低而Ca^(2+)浓度高,CaMKⅡ、p-CaMKⅡThr-286/287、Bax、Cleaved-Caspase-3蛋白表达高而Bcl-2蛋白表达低(P均<0.05)。与模型组比较,HD组脑梗死体积占比、脑神经元凋亡率低,脑组织中K^(+)浓度高而Ca^(2+)浓度低,CaMKⅡ、p-CaMKⅡ、Bax、Cleaved-Caspase-3蛋白表达低而Bcl-2蛋白表达高(P均<0.05);LD组脑组织中K^(+)浓度、Bcl-2蛋白表达高(P均<0.05)。结论 在CIRI大鼠可耐受范围内,较高剂量的氯化钾可能通过升高血钾浓度减轻细胞内钙超载,进而抑制Ca^(2+)/CaMKⅡ/Caspase-3信号通路激活,从而减少CIRI后神经元凋亡,发挥神经保护作用。