热应激预处理可提高弥漫性轴索损伤大鼠的认知能力

在中枢神经系统，细胞遭受热应激后可诱导产生一组蛋白，称为热休克蛋白（HSPs）。HSPs产生后，神经元对后续应激，如局部缺血、体温过高及创伤等表现出明显的抵抗能力。本文研究了热应激对弥漫性轴索损伤（DAI）大鼠认知能力的影响并探讨其作用机制。研究将雌性 Wistar大鼠随机分为 4组：实验组（HSDAI，n＝10），DAI建模前24 h给予热应激预处理；损伤组（DAI，n＝10），仅接受 DAI建模，不予热应激；热应激组（HS，n＝10），仅接受热应激，不予 DAI建模；空白组（Sham，n＝10），仅接受假手术处理，不予DAI建模或热应激。热应激采用可调温电热毯加热法，DAI模型以冲击加速度法复制。建模后14 d开始应用Morris水迷宫（MWM）检测大鼠的学习和记忆功能并记录其海马区长时程增强（LTP）。此外，分别在损伤后24 h、14 d和20 d从每组中随机抽取2只大鼠用HE染色及免疫组织化学染色检测脑组织损伤程度和热休克蛋白70（HSP70）的表达。与Sham组相比，DAI组大鼠的MWM表现明显受损且LTP减弱（P<0.05）。与DAI组相比，HSDAI组和HS组大鼠的MWM和LTP结果均明显提高（P<0.05），但与Sham组相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。损伤后，DAI组和HSDAI组大鼠脑组织中可见轴索回缩球、肿胀轴索散布于大脑皮质、皮质下白质、胼胝体及脑干等处；在皮质和海马可见变性的神经元、HSP70阳性神经元和胶质细胞分布于上述脑区。这些病理改变缓解且HSP70高表达的同时，HSDAI组大鼠的恢复加快。DAI后大鼠的学习和记忆能力受损，可能是因为与各脑区联系中断、海马区神经元受损及突触可塑性的减退。热应激预处理能够明显减弱这种认知损害，可能是由HSP70的神经保护作用所介导。