《Brain Sciences》:Morphological and Biochemical Changes in Rat Hippocampal Tissue Following Exposure to Different Doses of Cisplatin
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背景与目的:顺铂(Cisplatin, CP)是一种铂类化疗药物,与神经毒性和认知损害相关。由于其高代谢活性及对氧化应激的敏感性,海马是脑内尤为脆弱的结构。本研究通过生化、组织病理学与形态计量学分析,评估大鼠单次腹腔注射顺铂后海马组织的剂量依赖性改变。方法:雄
背景与目的:顺铂(Cisplatin, CP)是一种铂类化疗药物,与神经毒性和认知损害相关。由于其高代谢活性及对氧化应激的敏感性,海马是脑内尤为脆弱的结构。本研究通过生化、组织病理学与形态计量学分析,评估大鼠单次腹腔注射顺铂后海马组织的剂量依赖性改变。方法:雄性Wistar大鼠分为4组(n = 8):对照组及分别接受8、9、10 mg/kg单次腹腔注射顺铂的处理组。处理后第5天,分析海马组织的氧化应激、炎症、凋亡及形态学变化。结果:顺铂给药显著升高TBARS(硫代巴比妥酸反应物)与AOPP(高级氧化蛋白产物)水平,表明脂质与蛋白质氧化增强。海马TNF-α(肿瘤坏死因子-α)、IL-6(白细胞介素-6)与IL-1β(白细胞介素-1β)水平升高,显示9与10 mg/kg组炎症通路激活。较高剂量进一步增加Bax/Bcl-2比值、caspase-3含量及DNase I/II活性,符合凋亡信号增强。组织病理学可见神经元变性、固缩核、细胞周晕形成及海马细胞构筑进行性破坏;形态计量学显示神经元核表面积显著改变,主要见于10 mg/kg组。结论:这些发现表明,急性顺铂暴露可诱导氧化、炎症、凋亡及结构的进行性海马损伤,在较高剂量下多个终点呈阈值样增加,其中10 mg/kg产生最显著的神经毒性效应。
该研究围绕顺铂(Cisplatin, CP)作为铂类化疗药物所伴随的中枢神经系统神经毒性及认知损害风险展开。海马因高代谢活性及对氧化应激的高度敏感性,被认为是顺铂毒性作用中尤为脆弱的脑区。目前关于顺铂神经毒性的动物模型在剂量、给药方案及观察终点方面存在较大异质性,急性与重复暴露是否均能引起显著的海马炎症与结构改变尚未形成一致结论,且急性暴露后生化与形态学改变的时序关系及剂量阈值仍不明确。为厘清上述问题,研究人员在《Brain Sciences》发表该项研究,通过在同一标准化急性暴露模型中设置不同单次剂量,同步评估氧化应激、炎症、凋亡及形态学指标,以明确顺铂诱导海马损伤的剂量依赖性特征及潜在病理序列。研究人员将雄性Wistar大鼠随机分为对照组与8、9、10 mg/kg单次腹腔注射顺铂组(n = 8/组),于处理后第5天取海马组织,综合采用氧化损伤标志物检测、炎症细胞因子测定、凋亡相关蛋白与酶活性分析、组织病理学半定量评分及基于ImageJ的形态计量学分析开展研究。结果显示,急性顺铂暴露可在5天内诱发显著的海马氧化与炎症改变,9 mg/kg及以上剂量进一步激活凋亡通路并引起明显结构破坏,其中10 mg/kg组损伤最为显著。该研究通过整合多维度终点,界定了急性顺铂海马毒性的剂量阈值,为后续机制研究与神经保护干预提供了可靠模型依据。
研究人员为开展研究采用的主要关键技术方法包括:以雄性Wistar大鼠(200–250 g,约7周龄)为实验对象,随机分为对照组及8、9、10 mg/kg单次腹腔注射顺铂组(n = 8/组)。处理后第5天过量氯胺酮处死并采集海马组织。生化分析包括以TBARS(thiobarbituric acid reactive substances)法检测脂质过氧化、以AOPP(advanced oxidation protein products)法检测蛋白质氧化,ELISA定量TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α)、IL-6(Interleukin-6)、IL-1β(Interleukin-1β)、BAX(Bcl-2 Associated X Protein)、Bcl-2(B-cell Lymphoma/Leukemia 2)及caspase-3水平并计算Bax/Bcl-2比值,测定DNase I与DNase II活性。组织学分析包括10%中性缓冲福尔马林固定、石蜡包埋、H&E(hematoxylin and eosin)染色进行半定量病理评分,以及利用ImageJ软件在400×放大下对各海马分区神经元核表面积进行形态计量学分析。统计采用Shapiro–Wilk检验、Levene检验及单因素ANOVA结合Tukey事后检验。
3. Results
3.1. Changes in Brain Tissue Weight
研究人员测定各组脑质量,对照组为1.85 ± 0.04 g,8、9、10 mg/kg组分别为1.84 ± 0.05 g、1.82 ± 0.04 g、1.80 ± 0.05 g,数值随剂量增加呈下降趋势但组间无统计学显著差异(p > 0.05),表明急性暴露后全脑湿重未能反映区域特异性细微改变。
3.2. Influence of Different Doses of CP on Hippocampal Oxidative Stress
研究人员检测氧化应激指标发现,8 mg/kg及以上剂量组TBARS水平较对照组显著升高;AOPP水平仅在9与10 mg/kg组显著升高。表明顺铂可诱导剂量依赖性脂质与蛋白质氧化,且蛋白质氧化的剂量阈值高于脂质过氧化。
3.3. Impact of CP on Inflammatory Cytokine Levels