光生物调节促进慢性低灌注大鼠海马神经元再生改善认知功能及其抗炎症作用

目的 探讨光生物调节(photobiomodulation,PBM)对脑慢性低灌注大鼠海马神经元再生及认知功能和炎症损伤的影响.方法 将雌性SD大鼠去双侧卵巢,1周后随机分为假手术组(Sham)、BCCAO组、PBM干预组(BCCAO+PBM),每组8只.BCCAO组永久性结扎大鼠双侧颈总动脉(bilateral common carotid artery occlusion,BCCAO)建立脑慢性低灌注模型,但不予光照;Sham组只钝性分离左、右侧颈总动脉,但不结扎,不予光照.BCCAO+PBM组在永久性结扎BCCAO的基础上,采用808 nm激光隔日照射大脑额叶皮层1个月,每次5 min,光剂量为20 mW/cm2.造模完成后第86～90天行Morris水迷宫测试观察大鼠的空间学习记忆功能,第90天处死大鼠进行免疫荧光染色和Western blot分析.免疫荧光染色检测海马齿状回(dentate gyrus,DG)区细胞增殖标记物5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)、星形胶质细胞标记物胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、新生神经元前体细胞的特异性标志蛋白DCX、成熟神经元标志蛋白NeuN以及小胶质细胞标志蛋白Iba1的表达情况.Western blot分析海马区Iba1,炎症小体组成NLRP3、ASC、cleaved caspase-1的蛋白水平.结果 水迷宫潜伏实验中,与BCCAO组相比,PBM干预组大鼠找到水下平台的时长缩短;在探索实验中,移除平台后大鼠在原平台象限探索的时间增加(P<0.05).与BCCAO组相比,PBM干预组GFAP、Iba1的免疫荧光强度减弱(P<0.01);与Sham组和BCCAO组相比,PBM干预组可增加海马DG区BrdU阳性细胞的数量(P<0.05);3组间NeuN阳性细胞数差异无统计学意义,而PBM干预组DCX阳性细胞数增加(P<0.001),且DCX+/NeuN+共定位的细胞数较BCCAO组增多(P<0.001).Western blot 结果显示,与BCCAO组相比,PBM干预组Iba1、NLRP3、cleaved caspase-1蛋白的表达量均降低(P<0.05),ASC蛋白的表达量差异无统计学意义.结论 PBM能有效改善慢性低灌注大鼠的空间学习记忆功能,抑制胶质细胞的激活、降低NLRP3炎症小体介导的炎症损伤,促进大鼠海马DG区内源性神经干细胞的再生.