RT-PCR是将RNA的反转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增(PCR)相结合的技术。首先经反转录酶的作用从RNA合成 cDNA,再以cDNA为模板,扩增合成目的片段。RT-PCR技术灵敏而且用途广泛,可用于检测细胞中基因表达水平,细胞中RNA病毒的含量和直接克隆特定基因的cDNA序列。作为模板的RNA可以是总RNA、mRNA或体外转录的RNA产物。无论使用何种RNA,关键是确保RNA中无RNA酶和基因组DNA的污染。使用天为时代公司的总RNA提取系统(如目录号 DP405和DP406),所获得的RNA的纯度高,基因组DNA污染少,用于RT-PCR系统可得到满意结果。用于反转录的引物可视实验的具体情况选择随机引物、Oligo dT 及基因特异性引物中的一种。对于短的不具有发卡结构的真核细胞mRNA,三种都可。
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首先,本试验中采用荧光定量RT�PCR测定caspase3(CPP32)mRNA的表达,结果发现,在MCAO后8 h,CPP32 mRNA表达明显升高,峰值出现在24 h,3 d后恢复正常,由于CPP32 mRNA表达的调节与核内非激活状态的caspase3含量有关,故可以认为CPP32 mRNA表达升高是由于核内caspase3大量激活及消耗的原因,补充的大量caspase3是凋亡加重的原因之一。
caspase 2主要在激活caspase 3的过程中起中介作用,本实验对脑梗死后半影区内caspase 2 mRNA表达水平测定发现无论是脑梗死或预防性FNs脑保护治疗,均对其影响不大,可能与其对缺血/缺氧性损害的反应较迟钝有关。
IAP(the inhibitor of apoptosis protien)是一个蛋白家族,存在于从昆虫到人类的所有动物种群中,包括nIAP、xIAP及rIAP等,其中rIAP(the rat inhibitor of apoptosis protein 1)是大鼠所特有的,IAP可抑制caspase 3、7等凋亡执行因子的活性而抑制凋亡,故其含量的高低与机体对凋亡的抵抗力有关,本实验发现在脑梗死后,梗死半影区脑组织rIAP mRNA表达在梗死12 h后明显升高,有报道提示在有效预防性脑保护治疗如持续性小脑电刺激等,可使MCAO后8 h rIAP mRNA表达升高约100%,并持续到MCAO术后12 h,该结果提示可提高脑组织对凋亡的抵抗力的因素,可通过减轻半影区神经元凋亡,达到神经保护、同时改善预后的作用。
综上所述,在SHR脑梗死后,病灶半影区凋亡细胞明显增多,与促凋亡抑制蛋白rIAP mRNA的表达升高及caspase 3激活的加快有关。
本组实验通过形态学、分子生物学及图像分析等方法,探讨了缺血性损伤与神经元凋亡的关系,结果发现,在缺血性脑损害中,病灶半影区凋亡细胞计数明显升高,出现梯形DNA电泳带(DNA Laddering)及与凋亡相关的蛋白质在梗死发生后8~24 h大量合成,提示神经凋亡是脑缺血损害机制的一部分。
缺血性神经元凋亡是一个复杂的过程,既往在动物实验中已发现,由于线粒体的能量耗竭,包膜破坏,大量活性物质外溢,包括NO分子、bcl�2分子等,激活胞浆中caspase 8和caspase 9,二者再进入核膜,激活核内的caspase 3,被激活的caspase 3除可触动一系列瀑布式的效应外,还可自我激活更多的caspase 3,从而产生放大效应,并最终作用于核内的大量底物蛋白,如具有DNA修复功能的PARK蛋白,细胞周期调节因子,DNA结构蛋白,及Bcl�2家族成份,使这些蛋白失活,DNA因修复不能而裂解,一般而言,当caspase 3被激活后则预示着细胞已不可避免的走向程序化死亡,尽管此时细胞的外形和成份并无明显的改变,所以caspase 3是凋亡发生的中心环节,它既是启动者,又是执行者。caspase 3的激活包括一系列水解反应,最终暴露出活性部位(C18基因),M30受体可特异性与该基因结合,所以能在DNA修复障碍出现之前就发现凋亡的改变,本试验结果发现,在脑梗死后3 h,凋亡细胞数即开始升高,8~24 h达高峰,3 d后开始下降,该结果与既往报道基本一致。