急性脑梗死患者血清HSP70水平变化及意义
2016-05-12张芸段劲峰陈忠伦罗倩文世全绵阳市中心医院四川绵阳621000
张芸,段劲峰,陈忠伦,罗倩,文世全 (绵阳市中心医院,四川绵阳 621000)
急性脑梗死患者血清HSP70水平变化及意义
张芸,段劲峰,陈忠伦,罗倩,文世全 (绵阳市中心医院,四川绵阳 621000)
摘要:目的观察急性脑梗死患者血清热休克蛋白70(HSP70)水平变化,并探讨其意义。方法将61例急性脑梗死患者作为观察组,30例健康者作为对照组,采用酶联免疫吸附法检测观察组发病后第1~3天、第7、14、28天及对照组血清HSP70,采用Spearman秩相关检验分析观察组血清HSP70水平与NIHSS评分、脑梗死体积、Barthel指数评定量表评分的关系。结果与对照组相比,观察组血清HSP70水平在发病后第1~3天、第7、14、28天均高(P均<0.05)。观察组发病后第1~3天、第7、14和28天血清HSP70水平与NIHSS评分均呈正相关(r分别为0.365、0.628、0.371、0.608,P均<0.05),与脑梗死体积均呈正相关(r分别为0.402、0.437、0.411、0.398,P均<0.05)。观察组发病后第7、28天血清HSP70水平与BI评分呈负相关(r分别为-0.349、-0.621,P均<0.05)。以6.33 ng/mL为界值,血清HSP70诊断急性脑梗死的灵敏度为73.3%,特异度为96.7%,ROC曲线下面积为0.943 3(P<0.000 1)。结论急性脑梗死患者血清HSP70水平升高,监测血清HSP70水平有助于判断急性脑梗死病情严重程度和预后。
关键词:热休克蛋白70;急性脑梗死;神经功能缺损;脑梗死体积
热休克蛋白70(HSP70)是急性脑卒中脑损伤过程中的重要参与者[1,2],动物实验研究[3]发现其在急性脑卒中大鼠脑组织中的表达量明显升高,但是关于HSP70在急性脑卒中患者血清中的表达情况目前相关研究较少。本研究观察了急性脑梗死患者血清HSP70水平变化,并对其在急性脑梗死患者的病情监测的临床意义进行探讨。
1资料与方法
1.1临床资料选取2013年2月~2014年11月在绵阳市中心医院接受住院治疗的急性脑梗死患者61例(观察组),诊断均经过CT和MRI确诊。观察组患者为首次发病,发病时间到入院时间均<1 d,排除伴有自身免疫性疾病及严重感染的患者,排除使用免疫抑制剂或者免疫增强药物的患者,排除合并有严重心、肝、肾功能衰竭的患者。另选择30例同期健康体检者作为对照组,头颅CT或MRI检查无脑梗死、脑出血,无中枢神经系统感染、变性、癫痫、肿瘤以及自身免疫性疾病。观察组男31例、女30例,年龄(74.40±18.50)岁,吸烟18例,BMI(26.0±3.6)kg/m2,高血压病50例,总胆固醇(4.90±1.12)mmol/L,LDL(3.02±0.91)mmol/L,HDL(1.22±0.27)mmol/L,甘油三酯0.75~1.72 mmol/L,肌酐(1.0±0.3)mmol/L,脑梗死面积(27.4±46.6)cm3。对照组男16例、女14例,年龄(74.70±4.46)岁,吸烟10例,BMI(26.2±3.4)kg/m2,高血压病24例,总胆固醇(5.15±0.88)mmol/L,LDL(2.89±0.78)mmol/L,HDL(1.47±0.28)mmol/L,甘油三酯0.94~1.58 mmol/L,肌酐(0.88±0.20)mmol/L。两组一般资料具有可比性。本研究均经患者或其家属知情同意,研究方案经过我院伦理委员会批准。
1.2血清HSP70检测观察组分别于发病后第1~3天、第7、14和28天按照美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)[4]进行神经功能缺损程度评分,用Barthel指数评定量表(BI)[5]评估患者日常生活能力,观察脑梗死体积。观察组进行评分的同时采集患者的肘静脉血10 mL,装入加EDTA的离心管中,对照组于晨起空腹静脉抽血10 mL,3 000 r/min离心10 min,将分离的血清置于-80 ℃冰箱中保存待检。HSP70酶联免疫吸附法检测试剂盒购自联科生物技术有限公司,检测操作步骤严格按照说明书进行。测量前首先将试剂盒及样本平衡至室温,采用标本稀释液按1∶1将待测标本稀释,吸取50 μL稀释后标本加入反应孔内,然后加入稀释好后的标准品50 μL于反应孔混匀,立即加入50 μL的生物素标记的抗体。盖上膜板,轻轻振荡混匀,37 ℃温育1 h;甩去孔内液体,每孔加满洗涤液,振荡30 s,甩去洗涤液,用吸水纸拍干。重复此操作3次。然后每孔加入80 μL的亲和链酶素-HRP,轻轻振荡混匀,37 ℃温育30 min。甩去孔内液体,每孔加满洗涤液,振荡30 s,甩去洗涤液,用吸水纸拍干。重复此操作3次。每孔加入底物A、B各50 μL,轻轻振荡混匀,37 ℃温育10 min。避免光照。取出酶标板,迅速加入50 μL终止液,加入终止液后应立即测定结果。在450 nm波长处测定各孔的OD值。以OD值为纵坐标,以标准品浓度为横坐标绘制标准曲线,根据血浆样品的OD值在标准曲线上查出其对应的浓度。
2结果
两组血清HSP70水平比较见表1。观察组发病后第1~3天、第7、14和28天血清HSP70水平与NIHSS评分均呈正相关(r分别为0.365、0.628、0.371、0.608,P均<0.05),与脑梗死体积均呈正相关(r分别为0.402、0.437、0.411、0.398,P均<0.05)。观察组发病后第7、28天血清HSP70水平与BI评分呈负相关(r分别为-0.349、-0.621,P均<0.05)。采用ROC曲线分析观察组发病后第1~3天血清HSP70水平发现,以6.33 ng/mL为界值,血清HSP70诊断急性脑梗死的灵敏度为73.3%,特异度为96.7%,ROC曲线下面积为0.9433(P<0.000 1)。
表1 两组发病后血清HSP70水平比较
注:与对照组相比,*P<0.01。
3讨论
HSP70的分子量约为70 kDa,主要由两个结构域构成:一个结构域是富含碳的肽链的结合位点,另外一个结构域是ATP的结合位点,这个位点可以同时控制ATP的结合过程。在正常情况下,HSP70主要位于细胞质内,HSP70在应激和细胞外刺激等作用下迅速进入细胞核内并且包围核仁,当细胞应激消除后,HSP70从细胞核内返回到细胞质[6]。分子伴侣功能是HSP70在细胞中执行的最基本的生理功能,主要通过与新生、未折叠、聚集或者错误折叠的蛋白质相结合,减少不溶性聚集物的产生,促进正确的肽链折叠,促进某些变性蛋白的降解和清除。此外,HSP70还可以发挥抗凋亡作用,主要与调节凋亡相关蛋白和抗凋亡蛋白的表达有关。HSP70可以提高细胞对应激原的耐受性[7]。HSP70在损伤的中枢神经系统组织内表达量显著升高,使用外源性的药物进一步诱导HSP70的表达,可以在氧化应激、创伤等导致的急性中枢神经系统损伤性疾病中发挥显著的神经保护作用,缺失HSP70蛋白则加重脑损伤的程度[8,9],在急性脑梗死动物模型中使用HSP70的诱导剂可以发挥显著的神经保护作用[9~11],可见,HSP70在中枢神经系统急性损伤性疾病中可以发挥显著的神经保护作用。此外,HSP70不仅在损伤的神经组织内表达,其在脑外伤患者的血清中也存在高表达,并与患者病情的严重程度呈正相关,表明早期检测HSP70的表达对于判断中枢神经系统的病情轻重具有重要的意义。
以往对于脑卒中患者血清中HSP70的表达尚缺乏相关研究。本研究结果表明,急性脑梗死患者血清HSP70水平在发病后第1~3天的表达水平显著高于对照组,之后呈现下降趋势,这与急性脑梗死后脑组织内HSP70的表达现象具有一致性[12],提示HSP70可能首先由神经细胞合成,然后通过破坏的血-脑屏障释放入血。此外,本研究还发现急性脑梗死患者血清HSP70的表达水平亦与脑梗死体积存在正相关,提示早期检测血清HSP70水平对于判断急性脑梗死患者的病情严重程度具有一定的意义;血清HSP70水平与患者的神经功能预后同样存在显著相关性,提示早期检测血清HSP70水平可能有助于判断急性脑梗死患者的预后。ROC曲线分析结果表明HSP70对急性脑梗死患者的早期诊断具有一定指导意义。
综上所述,急性脑梗死患者血清HSP70水平升高,血清HSP70水平有助于判断急性脑梗死病情严重程度和预后。然而,由于本研究样本量有限,且是单中心的研究,血清HSP70水平能否作为急性脑梗死损伤严重程度和预后判断的指标,还需要以后大样本、多中心的研究进一步去证实。
参考文献:
[1] 何莎,刘鸣,曾泉滔.中国急性脑卒中随机对照试验证据现状与趋势分析[J].中华医学杂志,2013,93(43):3433-3437.
[2] Shevtsov MA, Nikolaev BP, Yakovleva LY, et al. Neurotherapeutic activity of the recombinant heat shock protein Hsp70 in a model of focal cerebral ischemia in rats[J]. Drug Des Devel Ther, 2014,8:639-650.
[3] Wang X, Luo Y, Sun H, et al. Dynamic expression changes of Bcl-2, Caspase-3 and Hsp70 in middle cerebral artery occlusion rats[J]. Brain Inj, 2015,29(1):93-97.
[4] Ekeh B, Ogunniyi A, Isamade E, et al. Stroke mortality and its predictors in a Nigerian teaching hospital[J]. Afr Health Sci, 2015,15(1):74-81.
[5] Fisher RJ, Cobley CS, Potgieter I, et al. Is Stroke Early Supported Discharge still effective in practice? A prospective comparative study[J]. Clin Rehabil, 2016,30(3):268-276.
[6] Krause M, Heck TG, Bittencourt A, et al. The chaperone balance hypothesis: the importance of the extracellular to intracellular HSP70 Ratio to Inflammation-Driven Type 2 Diabetes, the Effect of Exercise, and the Implications for Clinical Management[J]. Mediators Inflamm, 2015,2015:249205.
[7] Clerico EM, Tilitsky JM, Meng W, et al. How Hsp70 Molecular Machines Interact with Their Substrates to Mediate Diverse Physiological Functions[J]. J Mol Biol, 2015,427(7):1575-1588.
[8] Kim JY, Kim N, Zheng Z, et al. The 70 kDa heat shock protein protects against experimental traumatic brain injury[J]. Neurobiol Dis, 2013,58:289-295.
[9] Eroglu B, Kimbler DE, Pang J, et al. Therapeutic inducers of the HSP70/HSP110 protect mice against traumatic brain injury[J]. J Neurochem, 2014,130(5):626-641.
[10] Mohanan A, Deshpande S, Jamadarkhana PG, et al. Delayed intervention in experimental stroke with TRC051384--a small molecule HSP70 inducer[J]. Neuropharmacology, 2011,60(6):991-999.
[11] Xu H, Sun H, Chen SH, et al. Effects of acupuncture at Baihui (DU20) and Zusanli (ST36) on the expression of heat shock protein 70 and tumor necrosis factor alpha in the peripheral serum of cerebral ischemia-reperfusion-injured rats[J]. Chin J Integr Med, 2014,20(5):369-374.
[12] Choi JI, Kim SD, Kim SH, et al. Semi-quantitative analyses of hippocampal heat shock protein-70 expression based on the duration of ischemia and the volume of cerebral infarction in mice[J]. J Korean Neurosurg Soc, 2014,55(6):307-312.
(收稿日期:2015-09-20)
中图分类号:R743.33
文献标志码:B
文章编号:1002-266X(2016)11-0065-03
doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.025
基金项目:四川省卫生厅科研课题(130443,130446)。