Resveratrol Giảm Thiểu Rối Loạn Rào Chắn Máu-Não Qua Việc Điều Chỉnh Cân Bằng MMP-9/TIMP-1 Sau Tổn Thương Ischemia Não Trong Chuột Thí Nghiệm

Springer Science and Business Media LLC - Tập 55 - Trang 872-879 - 2014
Haidong Wei1, Shiquan Wang2, Luming Zhen1, Qianzi Yang2, Zhixin Wu2, Xiaoming Lei1, Jianrui Lv1, Lize Xiong2, Rongliang Xue1
1Department of Anesthesiology, The Second Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an, China
2Department of Anesthesiology, Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xi’an, China

Tóm tắt

Sự sụp đổ của rào chắn máu-não (BBB) là một trong những thay đổi sinh lý bệnh cơ bản trong tổn thương tái tưới máu não do thiếu máu cục bộ. Resveratrol gần đây đã được báo cáo là làm giảm tổn thương não do thiếu máu bằng cách điều chỉnh matrix metalloproteinase-9 (MMP-9). Tuy nhiên, chứng cứ trực tiếp hơn về việc bảo vệ BBB bởi resveratrol chống lại thiếu máu cục bộ não vẫn còn thiếu. Do đó, nghiên cứu hiện tại nhằm mục đích điều tra sự điều chỉnh tính toàn vẹn của BBB bởi resveratrol sau tổn thương tái tưới não và xác định vai trò của cân bằng MMP-9 và chất ức chế nội sinh của nó là TIMP-1 trong quá trình này. Tổn thương não do thiếu máu được gây ra bằng cách tắc động mạch não giữa ở chuột. Chức năng của BBB được đánh giá qua lượng nước trong não và sự thấm của phẩm nhuộm Evans blue; các hoạt động của MMP-9 và TIMP-1 được phát hiện bằng phân tích zymography gelatin, và sự apoptosis tế bào được khảo sát bằng nhuộm TUNEL. Chúng tôi đã xác nhận rằng resveratrol làm giảm tổn thương tái tưới não, phù não và sự thấm màu Evans blue. Hơn nữa, chúng tôi phát hiện rằng resveratrol cải thiện sự cân bằng MMP-9/TIMP-1 về mặt biểu hiện và hoạt động của chúng. Kháng thể trung hòa TIMP-1 đã đảo ngược các hiệu ứng bảo vệ thần kinh của resveratrol. Tóm lại, resveratrol làm giảm thiểu tổn thương não do thiếu máu bằng cách duy trì tính toàn vẹn của BBB qua việc điều chỉnh MMP-9 và TIMP-1.

Từ khóa

#rào chắn máu-não #resveratrol #tổn thương thiếu máu não #MMP-9 #TIMP-1 #chuột thí nghiệm

Tài liệu tham khảo

Abbott NJ, Ronnback L, Hansson E (2006) Astrocyte-endothelial interactions at the blood-brain barrier. Nat Rev Neurosci 7(1):41–53 Asahi M, Asahi K, Jung JC, Del ZG, Fini ME, Lo EH (2000) Role for matrix metalloproteinase 9 after focal cerebral ischemia: effects of gene knockout and enzyme inhibition with BB-94. J Cereb Blood Flow Metab 20(12):1681–1689 Ashwal S, Tone B, Tian HR, Cole DJ, Pearce WJ (1998) Core and penumbral nitric oxide synthase activity during cerebral ischemia and reperfusion. Stroke 29(5):1037–1046, 1047 Belayev L, Busto R, Ikeda M, Rubin LL, Kajiwara A, Morgan L, Ginsberg MD (1998) Protection against blood–brain barrier disruption in focal cerebral ischemia by the type IV phosphodiesterase inhibitor BBB022: a quantitative study. Brain Res 787(2):277–285 Belayev L, Busto R, Zhao W, Fernandez G, Ginsberg MD (1999) Middle cerebral artery occlusion in the mouse by intraluminal suture coated with poly-L-lysine: neurological and histological validation. Brain Res 833(2):181–190 Brew K, Dinakarpandian D, Nagase H (2000) Tissue inhibitors of metalloproteinases: evolution, structure and function. Biochim Biophys Acta 1477(1–2):267–283 Chen HY, Chen TY, Lee MY, Chen ST, Hsu YS, Kuo YL, Chang GL, Wu TS, Lee EJ (2006) Melatonin decreases neurovascular oxidative/nitrosative damage and protects against early increases in the blood-brain barrier permeability after transient focal cerebral ischemia in mice. J Pineal Res 41(2):175–182 Chen F, Radisky ES, Das P, Batra J, Hata T, Hori T, Baine AM, Gardner L, Yue MY, Bu G, Del ZG, Patel TC, Nguyen JH (2013) TIMP-1 attenuates blood-brain barrier permeability in mice with acute liver failure. J Cereb Blood Flow Metab 33(7):1041–1049 Cheng G, Zhang X, Gao D, Jiang X, Dong W (2009) Resveratrol inhibits MMP-9 expression by up-regulating PPAR alpha expression in an oxygen glucose deprivation-exposed neuron model. Neurosci Lett 451(2):105–108 Desilles JP, Rouchaud A, Labreuche J, Meseguer E, Laissy JP, Serfaty JM, Lapergue B, Klein IF, Guidoux C, Cabrejo L, Sirimarco G, Lavallee PC, Schouman-Claeys E, Amarenco P, Mazighi M (2013) Blood-brain barrier disruption is associated with increased mortality after endovascular therapy. Neurology 80(9):844–851 Dong W, Gao D, Lin H, Zhang X, Li N, Li F (2008) New insights into mechanism for the effect of resveratrol preconditioning against cerebral ischemic stroke: Possible role of matrix metalloprotease-9. Med Hypotheses 70(1):52–55 Dziembowska M, Wlodarczyk J (2012) MMP9: a novel function in synaptic plasticity. Int J Biochem Cell Biol 44(5):709–713 Fujimoto M, Takagi Y, Aoki T, Hayase M, Marumo T, Gomi M, Nishimura M, Kataoka H, Hashimoto N, Nozaki K (2008) Tissue inhibitor of metalloproteinases protect blood-brain barrier disruption in focal cerebral ischemia. J Cereb Blood Flow Metab 28(10):1674–1685 Garcia JH, Wagner S, Liu KF, Hu XJ (1995) Neurological deficit and extent of neuronal necrosis attributable to middle cerebral artery occlusion in rats. statistical validation. Stroke 26(4):627–634, 635 Hao HD, He LR (2004) Mechanisms of cardiovascular protection by resveratrol. J Med Food 7(3):290–298 Ichiyama T, Kajimoto M, Suenaga N, Maeba S, Matsubara T, Furukawa S (2006) Serum levels of matrix metalloproteinase-9 and its tissue inhibitor (TIMP-1) in acute disseminated encephalomyelitis. J Neuroimmunol 172(1–2):182–186 Khan M, Dhammu TS, Sakakima H, Shunmugavel A, Gilg AG, Singh AK, Singh I (2012) The inhibitory effect of S-nitrosoglutathione on blood–brain barrier disruption and peroxynitrite formation in a rat model of experimental stroke. J Neurochem 123(Suppl 2):86–97 Lee H, Park JW, Kim SP, Lo EH, Lee SR (2009) Doxycycline inhibits matrix metalloproteinase-9 and laminin degradation after transient global cerebral ischemia. Neurobiol Dis 34(2):189–198 Lin YL, Chang HC, Chen TL, Chang JH, Chiu WT, Lin JW, Chen RM (2010) Resveratrol protects against oxidized LDL-induced breakage of the blood-brain barrier by lessening disruption of tight junctions and apoptotic insults to mouse cerebrovascular endothelial cells. J Nutr 140(12):2187–2192 Malemud CJ (2006) Matrix metalloproteinases (MMPs) in health and disease: an overview. Front Biosci 11:1696–1701 Marchal J, Pifferi F, Aujard F (2013) Resveratrol in mammals: effects on aging biomarkers, age-related diseases, and life span. Ann N Y Acad Sci 1290(1):67–73 Olas B, Saluk-Juszczak J, Wachowicz B (2008) D-glucaro 1,4-lactone and resveratrol as antioxidants in blood platelets. Cell Biol Toxicol 24(2):189–199 Rahal K, Schmiedlin-Ren P, Adler J, Dhanani M, Sultani V, Rittershaus AC, Reingold L, Zhu J, McKenna BJ, Christman GM, Zimmermann EM (2012) Resveratrol has antiinflammatory and antifibrotic effects in the peptidoglycan-polysaccharide rat model of Crohn’s disease. Inflamm Bowel Dis 18(4):613–623 Raval AP, Lin HW, Dave KR, Defazio RA, Della MD, Kim EJ, Perez-Pinzon MA (2008) Resveratrol and ischemic preconditioning in the brain. Curr Med Chem 15(15):1545–1551 Rosenberg GA (2002) Matrix metalloproteinases in neuroinflammation. Glia 39(3):279–291 Rosenberg GA, Estrada EY, Dencoff JE (1998) Matrix metalloproteinases and TIMPs are associated with blood-brain barrier opening after reperfusion in rat brain. Stroke 29(10):2189–2195 Saha A, Sarkar C, Singh SP, Zhang Z, Munasinghe J, Peng S, Chandra G, Kong E, Mukherjee AB (2012) The blood-brain barrier is disrupted in a mouse model of infantile neuronal ceroid lipofuscinosis: amelioration by resveratrol. Hum Mol Genet 21(10):2233–2244 Sakata Y, Zhuang H, Kwansa H, Koehler RC, Dore S (2010) Resveratrol protects against experimental stroke: putative neuroprotective role of heme oxygenase 1. Exp Neurol 224(1):325–329 Shao AW, Wu HJ, Chen S, Ammar AB, Zhang JM, Hong Y. (2013) Resveratrol attenuates early brain injury after subarachnoid hemorrhage through inhibition of NF-kappaB-dependent inflammatory/MMP-9 pathway. CNS Neurosci Ther Siflinger-Birnboim A, Del VP, Cooper JA, Blumenstock FA, Shepard JM, Malik AB (1987) Molecular sieving characteristics of the cultured endothelial monolayer. J Cell Physiol 132(1):111–117 Souvenir R, Fathali N, Ostrowski RP, Lekic T, Zhang JH, Tang J (2011) Tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1 mediates erythropoietin-induced neuroprotection in hypoxia ischemia. Neurobiol Dis 44(1):28–37 Stetler-Stevenson WG (2008) Tissue inhibitors of metalloproteinases in cell signaling: metalloproteinase-independent biological activities. Sci Signal 1(27):e6 Tan HK, Heywood D, Ralph GS, Bienemann A, Baker AH, Uney JB (2003) Tissue inhibitor of metalloproteinase 1 inhibits excitotoxic cell death in neurons. Mol Cell Neurosci 22(1):98–106 Wang X, Barone FC, White RF, Feuerstein GZ (1998) Subtractive cloning identifies tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1 (TIMP-1) increased gene expression following focal stroke. Stroke 29(2):516–520 Woo MS, Park JS, Choi IY, Kim WK, Kim HS (2008) Inhibition of MMP-3 or -9 suppresses lipopolysaccharide-induced expression of proinflammatory cytokines and iNOS in microglia. J Neurochem 106(2):770–780 Xiong L, Zheng Y, Wu M, Hou L, Zhu Z, Zhang X, Lu Z (2003) Preconditioning with isoflurane produces dose-dependent neuroprotection via activation of adenosine triphosphate-regulated potassium channels after focal cerebral ischemia in rats. Anesth Analg 96(1):233–237 Zlokovic BV (2008) The blood-brain barrier in health and chronic neurodegenerative disorders. Neuron 57(2):178–201