七氟醚预处理对成年大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后血脑屏障保护作用及其机制研究

摘要

流行病学研究发现，一些神经外科、血管外科和心血管手术(如：颈动脉内膜剥脱术、颅内动脉瘤切除术、深低温下主动脉修补术)存在较高的脑缺血再灌注损伤的风险。围术期脑缺血再灌注损伤可导致患者术后不可逆的神经功能损害。虽然，过去的几十年研究使我们对脑缺血再灌注损伤的机制有了较为深入的了解，但是目前仍缺乏有效的治疗手段和干预措施。近年来的研究显示，吸入麻醉药预处理，可以模拟缺血预处理，减轻脑缺血再灌注损伤。其保护机制涉及调节脑电生理和脑代谢、抗谷氨酸兴奋毒作用、抗氧化应激和抗凋亡等众多环节。但是，吸入麻醉药预处理对脑缺血再灌注损伤后血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)影响的相关研究很少。现有的研究发现，脑缺血可引起细胞粘附分子(cell adhesion molecules，CAMs)和基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)的表达增加，前者介导白细胞浸润和迁移至受损脑组织，后者水解基底膜和紧密连接(tight junctions，TJs)蛋白等神经血管周围基质，从而破坏BBB，并加重脑缺血损伤。因此，我们提出假设：七氟醚预处理能有效减轻局灶性脑缺血再灌注损伤，这种保护作用与其抑制CAMs和MMPs的表达，减轻BBB破坏有关。
　　我们采用大脑中动脉栓塞模型(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模拟局灶性脑缺血再灌注损伤。成年SD雄性大鼠在MCAO手术前连续4天给予1.2％七氟醚吸入治疗(预处理)，每天30分钟。第五天行MCAO手术，缺血时程为60分钟。在MCAO术后第一天至第三天对大鼠进行神经功能缺陷评分。透射电镜和Evansblue(EB)含量检测于术后第二天进行，以评估脑缺血再灌注损伤后BBB的完整性。采用western blot、明胶酶谱技术和免疫荧光技术等分析脑损伤后6小时至72小时CAMs、MMPs和TJs的表达，同时观察小胶质细胞和星形胶质细胞的活化情况。
　　研究结果显示，连续多次七氟醚预处理可以显著减轻局灶性脑缺血再灌注损伤引起的神经功能缺陷。电镜结果和EB含量检测结果都证实七氟醚预处理减轻了脑缺血再灌注引起的BBB的破坏。七氟醚预处理抑制了脑缺血再灌注损伤引起的细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管细胞粘附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)、MMP-2、MMP-9和金属蛋白酶组织抑制因子-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1)的上调和oceludin的缺失，同时抑制了脑损伤侧皮层、纹状体和胼胝体脑区的星形胶质细胞和小胶质细胞的活化，从而发挥神经保护作用。
　　总之，连续多次七氟醚预处理可以显著降低大鼠脑缺血再灌注损伤引起的神经功能缺陷。七氟醚预处理可以抑制脑缺血再灌注损伤引起的CAMs和MMPs的上调和TJs的缺失，而且可以抑制小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，通过减轻脑损伤后BBB的破坏，起到神经保护作用。因此，七氟醚预处理的神经保护作用对脑缺血再灌注损伤的治疗具有重要意义。