作者：张西京，熊利泽，王曦，胡文能
【关键词】 氧疗
【Abstract】 AIM: To investigate whether oncogene cfos is involved in the regulation of the brain ischemic tolerance induced by oxygeninhaling preconditioning. METHODS: SD rats were randomly pided into 2 groups: oxygeninhaling preconditioning group and control group (n=6 each). The rats in oxygeninhaling preconditioning group inhaled Pure oxyen for 24 h， while the control animals inhaled 210 mL・L-1 Pure oxgen for 24 h. 24 h after the treatment， all the rats were perfused transcardially and the brains were moved out. The Fos expression in rat brain was detected by using ABC immunohistochemistry method and the difference between the two groups was studied. RESULTS: There was a widespread expression of Foslike reactivity production and the distribution patterns in the two groups were similar. However， the Fos expression increased in oxygeninhaling preconditioning rats in the following brain areas: solitary tract nucleus， area postrema， lateral parabranchial nucleus， caudal part of spinal nucleus of 5th nerve， ventrol tegmental nucleus， periaqueductal nucleus， supramammillary nucleus， supraoptic nucleus， hippocampus， subiculum， posterolateral cortical amygdaloid nucleus， anterior cortical amygdaloid nucleus， lateral septal nucleus， bed nucleus of stria terminalis， globus pallidus， Calleja island， occipital cortex， retrosplenial cortex， parietal cortex， forelimb and hindlimb area of cortex， and frontal cortex. CONCLUSION: Some nuclei can be activated by oxygeninhaling preconditioning. Oncogene cfos is involved in the regulation of the brain ischemic tolerance induced by oxygeninhaling preconditioning.
【Keywords】 oxygen therapy; preconditioning; gene， fos; rats; brain
【摘要】 目的： 观察原癌基因cfos是否参与了对吸氧预处理诱导脑缺血耐受的产生. 方法： 随机将大鼠分为2组：吸氧预处理组和对照组（每组n=6）. 吸氧组大鼠吸纯氧24 h，对照组大鼠吸210 mL・L-1 O2 24 h. 24 h后经心灌流、取脑；用免疫组化法观察Fos蛋白在大鼠脑内的表达，比较两组大鼠的表达差异. 结果： Fos样免疫反应阳性神经元在脑内分布广泛，两组动物脑内的Fos阳性细胞的分布模式非常相似. 但吸氧预处理的大鼠脑内许多脑区Fos表达明显增多、增强. 结论： 吸氧预处理可激活脑内的一些核团；原癌基因cfos参与了对吸氧预处理诱导脑缺血耐受的调节.
【关键词】 氧疗；预处理；基因， fos；大鼠；脑
0引言
自1990年Kitagawa等［1］报道脑缺血预处理可诱导脑缺血耐受以来，有大量关于如何诱导脑和脊髓缺血耐受的研究，这些方法包括短暂脑缺血［2］、药物预处理［3-8］和高压氧预处理［9-11］等. 对于脑缺血耐受的机制尚无定论. 在我们以往的研究中发现，动物持续吸入纯氧24 h，间隔24 h后可以诱导明显的脑缺血耐受，我们称之为吸氧预处理. 对于吸氧预处理诱导脑缺血耐受产生的机制尚不清楚，因此，本试验我们观察了吸氧预处理后即刻早期基因cfos的产物Fos蛋白在脑内的表达，以了解原癌基因cfos是否参与了对吸氧预处理诱导脑缺血耐受的调节.
1材料和方法
1.1材料雄性SD大鼠12只，体质量230~250 g，第四军医大学实验动物中心提供.
1.2方法
1.2.1动物处理及切片制备大鼠在温暖、自然光线、水和食物充足、相对安静并且可自由活动的环境中存活1 wk. 随机分为2组：吸氧预处理组和对照组各6只. 吸氧预处理组大鼠吸入纯氧持续24 h后经心脏灌注；对照组大鼠不给予吸氧预处理，余同吸氧预处理组. 10 g・L-1戊巴比妥钠（80 mg・kg-1）腹腔内注射，麻醉后开胸，经心脏灌注，先用9 g・L-1生理盐水100 mL冲净血液，然后用预冷的40 g・L-1多聚甲醛固定液400 mL灌注，先快灌200 mL，继之慢灌200 mL. 灌注完毕，取出全脑，40 g・L-1多聚甲醛后固定2 h后，将脑放入200 g・L-1蔗糖溶液，4℃过夜. 组织块完全沉底后用冰冻切片机连续冠状切片，隔4取1，片厚50 μm.
1.2.2免疫组织化学染色将脑片经10 mmol・L-1 PBS漂洗，浸入800 mL・L-1甲醇和3 mL・L-1过氧化氢封闭30 min，10 g・L-1牛血清白蛋白、30 mL・L-1羊血清和3 g・L-1 Triton X100封闭1 h，用ABC方法进行免疫组化染色：首先将脑片浸入兔抗Fos抗体（1∶3000，Santa Cruz Tec.），室温24 h；10 mmol・L-1 PBS漂洗10 min×3次；再入生物素化的抗兔IgG抗体，室温4 h；10 mmol・L-1 PBS漂洗10 min×3次；最后入生物素卵白素辣根过氧化物酶复合物（ABC， 1∶500，Sigma公司），室温2 h，10 mmol・L-1 PBS漂洗10 min×3次. 用硫酸镍铵加强的DAB蓝色反应法进行呈色反应，当阳性产物呈深蓝色而背底几乎无色时终止反应，贴片，梯度脱水、透明、封片，光镜下观察. 利用图像分析仪（Quantimet 57℃，Leica公司）计数. 部分切片用做免疫组化方法对照实验，一抗用牛血清白蛋白稀释液替代. 二抗、ABC复合物同其他免疫组化反应切片，结果未见阳性结构.
统计学处理：各核团Fos阳性细胞数用x±s表示，当方差齐时，两组均数的比较用t检验；当方差不齐时，两组均数的比较用近似法t′检验.
2结果
对两组大鼠从延髓尾端到端脑的全脑切片进行了观察，Fos样免疫反应阳性神经元在脑内分布广泛，两组动物脑内的Fos阳性细胞的分布模式非常相似，主要有以下诸核团有较明显的Fos表达：孤束核、外侧网状核、三叉神经脊束核尾侧亚核、耳蜗核、脑桥核、臂旁外侧核及KF核、A1区、舌下神经前置核、小脑皮质颗粒层、中央灰质腹外侧部、下丘、腹侧被盖区、顶盖前区、下丘脑背内侧核、下丘脑腹内侧核、室旁核、视上核、外侧膝状体核、丘脑室旁核、杏仁核、海马、外侧缰核、乳头体上核、视交叉上核、中央杏仁核、纹状体、屏状核、外侧隔核、终纹床核、扣带回皮质、新皮质、嗅结节锥体细胞层等.
经过吸氧预处理的大鼠脑内Fos表达模式虽然未改变，许多核团Fos表达却明显增多、增强，主要见于：孤束核(NST)、最后区、臂旁外侧核（PLB， Fig 1）、三叉神经脊束核尾侧亚核(Sp5C)、被盖腹核(VTg)、中脑导水管周围灰质腹外侧部(PAG)、乳头体上核（SuM， Fig 2）、视上核（SON， Fig 3）、海马(Hi)、下托(S)、杏仁皮质后外侧核(PLCo)、杏仁皮质前核(ACo)、外侧隔核（(LS， Fig 4)、终纹床核(BST， Fig 5)、苍白球(GP)、Calleja岛(ICj)、枕皮质（Oc， Fig 6）、压后部皮质(RS)、顶皮质(Par)、皮质前/后肢区(FL/HL)和额皮质(Fr)，P&<0.05. Fos阳性细胞记数结果见Tab 1.
表1大鼠脑区Fos阳性细胞记数（略）
Tab 1Enumeration of Fos positive cells in the rat brain areas(略)
3讨论
近来我们研究发现，给大鼠持续24 h吸入纯氧，间隔24 h后可明显减轻大脑中动脉阻塞所造成的脑缺血，即诱导脑缺血耐受的产生，我们称之为吸氧预处理. 这一方法可不同程度地克服其它预处理方法不足的一面，因此对其机制的研究具有重要的科学意义.
图1臂旁外侧核的Fos表达（略）
Fig 1Fos expression in lateral parabranchial nucleus×50（略）
A: Control; B: oxygeninhaling preconditioning.
图 2乳头体上核的Fos表达（略）
Fig 2Fos expression in supramammillary nucleus ×25（略）
A: Control; B: oxygeninhaling preconditioning .
图3对照组视上核的Fos表达（略）
Fig 3Fos expression in supraoptic nucleus ×50（略）
A: Control; B: Oxygeninhaling preconditioning.
图 4外侧隔核的Fos表达（略）
Fig 4Fos expression in lateral septal nucleus ×50（略）
A: Control; B: oxygeninhaling preconditioning .
图5终纹床核的Fos表达（略）
Fig 5Fos expression in bed nucleus of stria terminalis×25（略）
A: Control; B: Oxygeninhaling preconditioning.
图6枕皮质的Fos表达（略）
Fig 6Fos expression in occipital cortex×25（略）
A: Control; B: Oxygeninhaling preconditioning.
cfos基因是一种即刻早期基因，在外界刺激条件下可以快速表达增加，翻译出的Fos和Jun蛋白迅速进入核内，组成异源二聚体FosJun复合物，与靶基因的调节区即蛋白激活子1（AP1）结合，进一步诱导靶基因的基本转录和刺激后转录，从而把外界信号与基因表型改变偶联起来，常被称为第三信使，所以cfos基因及其产物Fos蛋白常被用作神经元功能活动的标记物［17］. 根据对脑缺血预处理机制的研究，我们认为，吸氧预处理能够诱导脑缺血耐受，势必引起脑内神经元和胶质细胞功能活动的增加，因此就有可能出现脑内第三信使cfos表达的变化. 为此在本实验观察了吸氧预处理后即刻早期基因cfos的产物Fos蛋白在脑内发生的表达. 结果显示，吸氧预处理后，脑内许多核团的Fos蛋白表达增加. Fos蛋白表达的增加一方面可由吸氧刺激本身引起，另一方面则可能是吸氧预处理引起各种物质释放，进而刺激脑内诸多核团的Fos蛋白表达增加. 我们推测在吸氧预处理后的早期前者占主导地位，随后逐渐向后者转变. 因为神经元受刺激引发的Fos蛋白，在4～6 h后消失，吸氧预处理引起的各种物质释放可引发一系列级联反应，对神经元和胶质细胞的刺激是一种持续较久、不断变化的刺激，从而更持久地诱发Fos蛋白的表达. 本实验是在吸氧预处理后24 h取材，吸氧刺激本身引起的Fos蛋白已经基本消失，所观察到的增加的Fos蛋白应该是吸氧预处理引起的各种物质释放对神经元和胶质细胞的刺激所引起.
cfos仅是即刻早期基因中的一种［18］，某些细胞（包括神经元在内）针对某些特异性刺激的功能活动的信使物质也可能是cfos以外的其他即刻早期基因，比如egr1， cjun等. 因此，虽然本实验许多核团未观察到Fos表达的改变，却不能否认它们也被激活的可能. 本实验结果提示吸氧预处理可激活脑内的一些核团；原癌基因cfos参与了对吸氧预处理诱导脑缺血耐受的调节，这有可能与其诱发的脑缺血耐受有着直接的关系.
【参考文献】
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