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COX5A通过纠正线粒体稳态失衡缓解脑外伤引发的小鼠神经损伤

刘光彩 黄泓晨 陈红兰 姜水 习杨彦彬 杨旭

刘光彩, 黄泓晨, 陈红兰, 姜水, 习杨彦彬, 杨旭. COX5A通过纠正线粒体稳态失衡缓解脑外伤引发的小鼠神经损伤[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 刘光彩, 黄泓晨, 陈红兰, 姜水, 习杨彦彬, 杨旭. COX5A通过纠正线粒体稳态失衡缓解脑外伤引发的小鼠神经损伤[J]. 昆明医科大学学报.
Guangcai LIU, Hongchen HUANG, Honglan CHEN, Shui JIANG, Yanbin XIYANG, Xu YANG. COX5A Relieves Traumatic Brain Injury-Induced Neurological Damage in Mice by Correcting Mitochondrial Homeostasis Imbalance[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Guangcai LIU, Hongchen HUANG, Honglan CHEN, Shui JIANG, Yanbin XIYANG, Xu YANG. COX5A Relieves Traumatic Brain Injury-Induced Neurological Damage in Mice by Correcting Mitochondrial Homeostasis Imbalance[J]. Journal of Kunming Medical University.

COX5A通过纠正线粒体稳态失衡缓解脑外伤引发的小鼠神经损伤

基金项目: 国家自然科学基金(82560226);昆明医科大学特色学科团队病理学团队(2024XKTDTS11)
详细信息
    作者简介:

    刘光彩(1986~),女,云南文山人,医学学士,副主任技师,主要从事临床基础检验及骨髓细胞形态检验工作

    黄泓晨(2001~),男,湖北武汉人,在读硕士研究生,主要从事神经科学研究工作。黄泓晨与刘光彩对本文具有同等贡献

    通讯作者:

    杨旭,E-mail:yx8250696@163.com

  • 中图分类号: R651.1

COX5A Relieves Traumatic Brain Injury-Induced Neurological Damage in Mice by Correcting Mitochondrial Homeostasis Imbalance

  • 摘要:   目的  探讨细胞色素c氧化酶亚基5A(cytochrome c oxidase subunit 5A,COX5A)过表达对创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)小鼠的神经保护作用及其与线粒体功能的关系。  方法  将4~6周龄C57BL/6J野生型(wild type,WT)小鼠及同龄COX5A过表达(COX5A-UP)转基因小鼠随机分为WT+假手术组、WT+TBI组、COX5A-UP+假手术组和COX5A-UP+TBI组(n = 12,雌雄各半),采用可控皮质冲击法制备TBI模型。术后14 d评估神经行为学表现、脑含水量、海马突触体线粒体氧消耗率、ATP、活性氧、丙二醛、线粒体膜电位及线粒体超微结构。  结果  与WT+假手术组相比,WT+TBI组神经功能和行为学表现受损,脑含水量升高,突触体线粒体能量代谢下降、氧化应激增强,并出现线粒体形态破坏(P < 0.05)。与WT+TBI组相比,COX5A-UP+TBI组上述神经行为学异常、脑水肿及线粒体功能和结构损伤均改善(P < 0.05)。  结论  COX5A过表达可减轻TBI诱导的神经功能损伤,其作用可能与改善突触体线粒体功能障碍和维持线粒体结构稳态有关。
  • 图  1  各组小鼠脑损伤后14 d神经功能评分及脑含水量测定(mean ± SEM,n = 12)

    A:伤后14 d mNSS评分;B:脑组织含水量(%)。采用双因素方差分析及Tukey事后检验。**P < 0.01;****P < 0.0001。

    Figure  1.  Neurological function scores and brain water content in each group at 14 days after brain injury(mean ± SEM,n = 12)

    图  2  各组小鼠脑损伤后14 d神经行为学评估[(mean ± SEM),n = 12]

    A:旷场实验中小鼠总移动距离(cm);B:旷场实验中小鼠中心区域停留时间占比(%);C:旷场实验中小鼠直立次数;D:新物体识别实验中小鼠识别指数。采用双因素方差分析及Tukey事后检验。*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001,****P < 0.0001。

    Figure  2.  Neurobehavioral evaluation in each group at 14 days after brain injury[(mean ± SEM),n = 12]

    图  3  各组小鼠脑损伤后海马突触体线粒体氧耗量检测[(mean ± SEM),n = 12]

    A:海马突触体线粒体氧耗曲线;B:基础呼吸;C:最大呼吸;D:备用呼吸容量。采用双因素方差分析及Tukey事后检验。***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  3.  Oxygen consumption rate of hippocampal synaptosomal mitochondria in each group after brain injury[(mean ± SEM),n = 12]

    图  4  各组小鼠TBI后海马突触体线粒体功能检测[(mean ± SEM),n = 12]

    A:海马突触体线粒体ATP水平;B:海马突触体线粒体ROS相对荧光强度;C:海马突触体线粒体MMP相对荧光强度;D:海马突触体线粒体MDA含量。采用双因素方差分析及Tukey事后检验。*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  4.  Mitochondrial function assessment of hippocampal synaptosomes in each group after TBI[(mean ± SEM),n = 12]

    图  5  各组小鼠TBI后海马神经元线粒体超微结构及形态学定量[(mean ± SEM),n = 5]

    A:各组小鼠TEM代表图(×20 000,scale bar = 500 nm);B:线粒体长径比定量结果。每只动物量化300~400个线粒体后取平均值;采用双因素方差分析及Tukey事后检验。*P < 0.05;**P < 0.01。

    Figure  5.  Mitochondrial ultrastructure and morphological quantification of hippocampal neurons in each group after TBI [(mean ± SEM),n = 5]

    图  6  TBI后不同时间点COX5A表达水平的动态变化(mean ± SEM,n = 12)

    A:TBI后海马组织COX5A mRNA表达动态变化;B:TBI后海马组织COX5A蛋白表达定量结果;C:TBI后海马组织COX5A蛋白Western blot条带图。

    Figure  6.  Dynamic changes in COX5A expression levels at different time points after TBI (mean ± SEM,n = 12)

    表  1  引物序列

    Table  1.   Primer sequences

    基因序列 (5'-3')
    COX5AF:5'-GGTCAAACCCAACAGAAG-3'
    COX5AR:5'-TGTCCGTCGCCATCAATAT-3'
    GAPDHF:5'-GTCCTTGATCACCCGATTC-3'
    GAPDHR:5'-TCCTGTGTGCTTTCCATTC-3'
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  • 收稿日期:  2025-11-16
  • 网络出版日期:  2026-06-26

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