高压氧预适应对小鼠永久性大脑中动脉闭塞模型的保护作用研究

摘要

背景
　　脑血管疾病是当今世界上死亡率最高的三大疾病之一,缺血性脑血管病约占脑血管疾病总数的85％以上,同时脑缺血也会在许多临床疾病诊治过程出现,如何提高脑组织的缺血耐受程度,减轻缺血后的神经功能损伤,一直是神经外科致力研究的重点和难点。我们课题组前期研究表明,高压氧预适应(hyperbaricoxygenpreconditioning,HBOP)对脑缺血和脊髓损伤具有保护作用,并且文献报导HBOP可以诱导心脏、肝脏、肾脏、脊髓及脑组织的缺血耐受,但具体作用机制仍不清楚。
　　P2X7受体是ATP门控的离子通道P2X受体家族中一个独特的亚型,在脑组织内广泛分布,在缺血性脑损伤中处于较上游的调节位点。脑缺血后,P2X7受体活化,可导致少突胶质细胞死亡、髓磷脂损伤,引起脑白质的损伤;同时,P2X7受体可以活化小胶质细胞和星形胶质细胞,促进IL-1β、TNF-α等炎性因子的释放,引起组织坏死和凋亡。AQP4是脑组织中表达最多的水通道蛋白(Aquaporins,AQPs),在维持机体的水平衡和内环境的稳态中起重要作用。脑缺血后,AQP4参与早期细胞性脑水肿的发生发展,并且通过参与调节星形胶质细胞的功能,影响离子及内环境的稳定和神经信号传导。
　　我们课题组前期研究发现HBOP具有缺血脑保护作用,并且可以调节脊髓损伤后P2X7受体的表达,文献表明应用P2X7受体抑制剂BBG后,AQP4的表达水平减弱,并且P2X7受体及AQP4与缺血性脑损伤关系密切。因此我们提出HBOP的缺血脑保护作用可能与其对P2X7受体及AQP4的调节有关。本课题在经典Longa法基础上加以改良,建立小鼠的线栓法永久性大脑中动脉闭塞(middlecerebralarteryocclusion,MCAO)模型,并以此模型为基础探讨HBOP对小鼠永久性MCAO模型的缺血脑保护作用及其机制,为HBOP的临床应用提供新的思路和方向。
　　方法:健康成年雄性C57BL/6小鼠,分成假手术对照组(Control+sham)、高压氧预适应假手术组(HBOP+sham)、MCAO对照组(Control+MCAO)、高压氧预适应MCAO组
　　(HBOP+MCAO)4个组,采用改良Longa法建立线栓法永久性大脑中动脉闭塞(MCAO)模型。按高压氧预适应方案(100%O2,2.5ATA,2h/d)进行连续5天预适应,
　　HBOP+MCAO及HBOP+sham组在最后一次预适应后24h进行MCAO建模。MCAO建模后24h,观察各组神经功能损伤情况、梗塞灶大小、脑含水量及组织损伤程度。
　　结果:HBOP能明显降低小鼠永久性MCAO模型的神经功能学评分,缩小梗塞灶体积,减轻组织损伤程度。
　　结论:HBOP对小鼠永久性MCAO模型具有保护作用。
　　方法:健康成年雄性C57BL/6小鼠,分成假手术对照组(Control+sham)、高压氧预适应假手术组(HBOP+sham)、MCAO对照组(Control+MCAO)、高压氧预适应MCAO组
　　(HBOP+MCAO)4个组,采用改良Longa法建立线栓法永久性大脑中动脉闭塞(MCAO)模型。按高压氧预适应方案(100%O2,2.5ATA,2h/d)进行连续5天预适应,
　　HBOP+MCAO及HBOP+sham组在最后一次预适应后24h进行MCAO建模。MCAO建模后24h,观察各组神经功能损伤情况、梗塞灶大小、脑含水量及组织损伤程度。
　　结果:HBOP能明显降低小鼠永久性MCAO模型的神经功能学评分,缩小梗塞灶体积,减轻组织损伤程度。
　　结论:HBOP对小鼠永久性MCAO模型具有保护作用。
　　第二部分:HBOP对小鼠永久性MCAO模型脑组织中P2X7受体及AQP4表达的影响
　　目的:观察HBOP对小鼠永久性MCAO模型脑组织中P2X7受体和AQP4表达的影响。
　　方法:实验动物及分组情况、高压氧预适应方案及MCAO模型建立均与第一部分相同,通过WesternBlot及RT-QPCR法检测MCAO建模后6h、12h、24h三个时间点各组小鼠脑内P2X7受体及AQP4的蛋白表达及mRNA转录情况。
　　结果:
　　1.WesternBlot结果提示:HBOP可以升高小鼠正常脑组织内的P2X7受体及AQP4蛋白水平的表达;提前MCAO后P2X7受体及AQP4蛋白表达的峰值,MCAO建模后24h点HBOP+MCAO组P2X7受体及AQP4的蛋白表达低于Control+MCAO组。
　　2.RT-QPCR结果提示:HBOP可以提高正常脑组织中内P2X7受体及AQP4的mRNA转录水平。在MCAO建模后,HBOP+MCAO组P2X7受体与AQP4转录趋势与
　　Control+MCAO组基本相同,但变化幅度小于MCAO组。
　　结论:HBOP对脑内P2X7受体及AQP4具有调节作用。
　　第三部分:P2X7受体及AQP4在HBOP对小鼠永久性MCAO模型保护作用中的机制研究
　　目的:利用P2X7受体激动剂BzATP对HBOP后小鼠永久性MCAO模型进行干预,探讨HBOP对小鼠永久性MCAO模型保护作用的机制。
　　方法:实验动物情况同第一部分,小鼠分为HBOP假手术组(HBOP+sham)、BzATP干预HBOP假手术组(BzATP+HBOP+sham)、HBOP+MCAO组(HBOP+MCAO)、BzATP干预HBOPMCAO组(BzATP+HBOP+MCAO)4个组。HBOP方案及MCAO建模方法同前。在建模后10min按1mg/kgBzATP行侧脑室注射。MCAO建模后24h,观察各组神经功能损伤情况、梗塞灶大小、脑含水量及组织损伤程度,并进行WesternBlot及RT-QPCR检测P2X7受体及AQP4的表达情况。
　　结果:P2X7受体激动剂BzATP可以增加P2X7受体和AQP4的蛋白表达及mRNA转录水平,提高HBOP小鼠的神经功能学评分,增大梗塞灶体积,加重组织损伤程度,拮抗HBOP对小鼠永久性MCAO模型的保护作用。
　　结论:
　　1.P2X7受体对AQP4表达具有调节作用;
　　2.HBOP可能通过调节P2X7受体从而影响AQP4的表达来起缺血脑保护作用。

目录

封面

声明

目录

缩略语表

英文摘要

中文摘要

第一章 前言

第二章 高压氧预适应对小鼠永久性大脑中动脉闭塞模型的缺血脑保护作用

2.1 实验材料与方法

2.2 结果

2.3 讨论

2.4 小结

第三章 高压氧预适应对永久性大脑中动脉闭塞建模后脑组织中P2X7受体及水通道蛋白4表达的影响

3.1 实验材料与方法

3.2 实验结果

3.3 讨论

3.4 小结

第四章 P2X7在高压氧预适应对永久性大脑中动脉闭塞模型保护作用中的机制研究

4.1 实验材料与方法

4.2 结果

4.3 讨论

4.4 小结

全文结论

参考文献

文献综述一脑缺血动物模型的研究进展

参考文献

文献综述二AQP4与脑水肿调节的研究进展

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢