大鼠缺氧缺血性脑损伤对海马CA1区锥体细胞功能与发育的影响

摘要

围生期窒息所致的缺氧缺血性脑损伤(neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy，NHIE)常引起新生儿死亡和神经系统的发育障碍。针对新生儿缺氧缺血性脑病防治的研究已成为一项直接关系国民素质和生活质量的重要课题。
　　 NHIE造成的主要病理改变是病变部位神经元的丢失。而在损伤过程中，海马对缺氧缺血尤其敏感，损伤也最为严重。在治疗大脑缺氧缺血损伤过程中，有众多干预手段，糖皮质激素(GC)就是其中之一。临床应用糖皮质激素治疗NHIE的目的是对抗大脑水肿和炎症，保护神经细胞，但是目前就糖皮质激素应用于新生儿缺氧缺血性脑病的治疗策略等问题上还存在较大的争论。糖皮质激素治疗在NHIE大鼠海马锥体细胞整体形态的发育过程中扮演一个怎样的角色，最终对突触可塑性造成怎样的决定性作用等问题还缺少相关报道。
　　 本研究应用生后7天SD大鼠，经左侧颈总动脉结扎结合8％氧气环境缺氧90分钟，建立缺氧缺血性脑损伤动物模型。采用海马脑片膜片钳技术记录缺氧缺血脑损伤后海马CA1区锥体细胞电生理活动的改变情况以及糖皮质激素的作用；应用Golgi-cox镀银染色结合图像分析技术观察各组大鼠海马CA1区锥体细胞树突发育情况；应用Morris水迷宫评价大鼠学习记忆功能的行为学改变；同时应用免疫组化和western blot技术检测缺氧缺血损伤大鼠海马VGluT1、NMDAR、ANMPR、synaptophisin、GLT1的表达变化及糖皮质激素的治疗效果。通过上述实验得到以下结果：
　　 第一部分：
　　 1.缺氧缺血性脑损伤后大鼠海马CA1区锥体细胞兴奋性呈现下降的趋势；锥体细胞自发兴奋性突触后电流(eEPSCs)发放频率增加；刺激shaffer侧枝诱发的CA1区锥体细胞兴奋性突触后电流(EPSCs)幅度无显著改变，但是时程增长。
　　 2.糖皮质激素对对照组和模型组损伤侧海马锥体细胞兴奋性突触后电流的幅度和时程无明显作用，而使模型组损伤对侧海马EPSC幅度明显增加。
　　 3.缺氧缺血性脑损伤后立即取材进行western blot检测，发现大鼠海马CA1区锥体细胞GLT1表达的明显降低，而NMDAR、AMPAR、synaptophisin的表达无变化。
　　 第二部分：
　　 1.缺氧缺血性脑损伤后，大鼠海马CA1区锥体细胞树突发育障碍，残存神经元树突总长度和树突棘密度均降低，海马部位神经原纤维密度也减小。
　　 2.在缺氧缺血损伤组的损伤对侧(本研究的右侧海马)海马锥体细胞树突有超常发育现象，树突总长度和树突棘密度均较对照组高。
　　 3.缺氧缺血性脑损伤后应用糖皮质激素治疗对损伤海马锥体细胞树突发育有改善作用，使模型动物双侧海马神经元的树突发育水平趋于均衡。
　　 第三部分：
　　 1.Morris水迷宫结果显示缺氧缺血性脑损伤大鼠定位航行实验潜伏期延长，空间探索实验在平台象限游泳时间明显缩短，应用糖皮质激素治疗组大鼠成绩无明显改善。
　　 2.缺氧缺血性脑损伤后，大鼠海马CA1区NMDAR1、VGluT1、synaptophisin等蛋白分子的表达明显降低，糖皮质激素治疗能够部分阻止这种蛋白表达下降，但是不能恢复到正常水平。
　　 依据这些结果，我们得到如下结论：
　　 一、缺氧缺血性脑损伤后海马锥体细胞发生电生理特性的改变，神经元兴奋性下降；细胞外谷氨酸灭活障碍可能是导致海马锥体细胞兴奋毒性损伤的主要原因之一。
　　 二、缺氧缺血性脑损伤后，大鼠海马CA1区锥体细胞树突发育障碍，残存神经元树突总长度和树突棘密度均降低；在缺血损伤对侧(本研究的右侧海马)海马锥体细胞有超常发育现象。
　　 三、缺氧缺血性脑损伤后应用糖皮质激素治疗对海马锥体细胞树突发育有改善作用，能够使模型动物双侧海马神经元的树突发育水平趋于均衡。
　　 四、缺氧缺血性脑损伤后，与神经元突触功能执行相关的一些蛋白分子的表达较正常对照组有明显的降低，预示神经元功能的持续改变。
　　 五、缺氧缺血性脑损伤严重影响大鼠学习记忆功能，损伤后给予糖皮质激素治疗对学习记忆成绩无显著改善。

目录

文摘

英文文摘

英文缩写一览表

前 言

第一部分 大鼠缺氧缺血脑损伤后即刻海马CA1区锥体细胞的功能变化

前 言

材料和方法

结 果

讨 论

参考文献

第二部分 缺氧缺血性脑损伤对大鼠海马CA1区锥体细胞树突发育的影响

前言

材料与方法

结 果

讨 论

参考文献

第三部分 缺氧缺血性脑损伤对大鼠学习记忆功能的影响

前 言

材料与方法

结 果

讨 论

参考文献

全文总结

致谢

文献综述一 新生儿缺氧缺血性脑损伤的发病及治疗

参考文献

文献综述二 糖皮质激素临床应用对中枢神经系统的不利影响

参考文献

学习期间发表的论文和参加的会议交流