垂体柄末端功能性膨大在大鼠垂体柄损伤后中枢性尿崩症的作用研究

摘要

人和哺乳动物的下丘脑神经垂体系统(Hypothalamo-neurohypophysealSystem，HNS)是生物调控体内水电解质及体液平衡最重要的功能结构，其主要由下丘脑神经垂体束（Hypothalamo-neurohypophyseal Tract，HNT）和垂体门脉系统(Hypophyseal portal system)构成。下丘脑神经垂体束是由下丘脑视上核(Supraoptic Nucleus，SON)和室旁核（Praventricular hypothalamic Nucleus，PVN）内的大细胞神经元发出的轴突形成，其轴突经正中隆起汇集于垂体柄，并延伸终止于神经垂体，最后通过垂体门脉系统将合成和转运的精氨酸加压素(ArginineVasporessin，AVP)和催产素(Oxytocin，OT)释放入血。释放入血的AVP和OT根据血浆渗透压调节肾脏远曲小管对水的重吸收作用，维持机体的水电解质稳定和调控体液平衡。神经外科临床中常见因创伤、肿瘤及手术等原因导致下丘脑神经垂体系统的损伤，造成AVP合成和释放不足，产生中枢性尿崩症(Centraldiabetes insipidus,CDI)。
　　目前研究发现，对大鼠下丘脑神经垂体系统进行损毁可使其出现典型的中枢性尿崩症，借此研究相关病理生理改变。常用动物研究方法主要有垂体切除、核团损毁、垂体柄离断和压迫模型等，不同方法间各有利弊。在本研究前期工作基础中，本课题组发现对大鼠进行垂体柄压迫离断造模，大鼠出现中枢性尿崩表现且在病程中出现不同的转归，通过组织学研究发现，尿崩好转的大鼠在其离断的垂体柄末端出现膨大现象，这些现象与特点与既往研究相符。因此，基于上述认识及研究基础，本研究通过建立稳定的、可重复的立体定向垂体柄压迫电损毁大鼠模型，描述大鼠垂体柄损伤后中枢性尿崩症的规律，探讨损伤后垂体柄末端膨大对中枢性尿崩症转归的意义及其中的病理生理学改变。
　　第一章 垂体柄损毁大鼠模型及其中枢性尿崩生物学特征
　　方法：应用AutoCAD自主设计3D打印金属垂体柄损毁刀，在立体定向下经颅顶入路对大鼠垂体柄损毁造模，术后大鼠中枢性尿崩生物行为学观察，大鼠脑部磁共振成像，颅底骨面研磨保留技术取脑，石蜡切片免疫组织化学染色，冰冻切片免疫荧光染色。
　　结果：立体定向下经颅项入路对大鼠垂体柄损毁造模后，大鼠出现典型的三相型中枢性尿崩症，且造模成功率高，稳定性高，操作简易，可重复性高。对比对照组，损毁组大鼠脑磁共振成像可见垂体柄信号中断。利用颅底骨面研磨保留技术取脑，可得正中隆起-垂体柄-垂体的连续切片，AVP免疫组化染色示损毁后大鼠垂体形态萎缩，下丘脑神经垂体束中断，神经垂体AVP缺失，垂体柄末端膨大且AVP聚集。冰冻切片AVP免疫荧光染色提示上游SON和PVN内AVP神经元数量减少，核团间神经纤维减少。
　　第二章 垂体柄末端功能性膨大在大鼠中枢性尿崩症的作用及病理生理基础
　　方法：大鼠垂体柄损毁造模，大鼠中枢性尿崩生物行为学观察，颅底骨面研磨保留技术取脑、石蜡切片免疫组化染色、大鼠眶周静脉窦取血及应用酶联免疫吸附剂测定(ELISA)检测大鼠血清AVP，大鼠脑组织蛋白免疫印迹试验(WesternBlot)。
　　结果：造模后在中枢性尿崩大鼠出现两种不同的转归，部分出现尿崩恢复状态，而部分尿崩症状改善欠佳。对比假手术组，尿崩恢复组大鼠血清AVP水平没有统计学差异，而未恢复组血清AVP仍低。AVP免疫组化示，恢复组及未恢复组上游SON核团AVP神经元数量较假手术组均明显减少。与假手术组和尿崩未恢复组相比，恢复组大鼠垂体柄末端出现明显膨大且AVP聚集。血管内皮标记物(CD34)免疫组化示，对比未恢复组，恢复组大鼠正中隆起垂体柄出现明显增多的新生血管。通过胶质纤维酸性蛋白(GFAP)标记胶质细胞示，对比未恢复组，恢复组大鼠正中隆起垂体柄处胶质增生较少。轴突生长相关蛋白（GAP-43）免疫组化和Western Blot均提示，对比假手术组，手术组大鼠正中隆起垂体柄处出现GAP-43增加，提示垂体柄损伤后存在轴突再生。Western Blot示对比假手术组和未恢复组，恢复组大鼠PI3K/Akt通路上调，提示下丘脑-神经垂体束的轴突再生可能是通过PI3K/Akt通路实现。综上，在垂体柄损伤后，在大鼠垂体柄末端出现功能性膨大结构，达到类神经垂体样功能，实现中枢性尿崩的恢复。

目录

摘要

前言

第一章 垂体柄压迫电损大鼠模型及其中枢性尿崩生物学特征

一、引言

二、材料与方法

1 实验动物、主要仪器及试剂

2 实验方法

三、结果

2 大鼠垂体柄损伤后中枢性尿崩的生物学特征

3 垂体柄损毁后脑部损毁区域磁共振平扫及增强成像

4 鼠脑切片精氨酸加压素(AVP)免疫荧光和免疫组化染色

四、讨论

五、第一章小结

第二章 垂体柄末端功能性膨大在大鼠中枢性尿崩症的作用及病理生理基础

一、引言

二、材料与方法

1 实验动物、主要仪器及试剂

2 实验方法

三、结果

1 垂体柄损毁后大鼠中枢性尿崩的两种生物学转归

2 中枢性尿崩不同转归大鼠视上核AVP神经元的存活和垂体柄末端膨大的形成

3 垂体柄末端膨大的类神经垂体样构成与功能

4 PI3K/AKT介导轴突生长相关蛋白43(GAP-43)上调促进垂体柄末端膨大内无髓神经轴突再生

四、讨论

五、全文结论

参考文献

英文缩写词简表

攻读硕士期间主要成果

致谢

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