外源性脑源性神经营养因子提高肺炎链球菌脑膜炎内源性神经干细胞自身修复能力的实验研究

摘要

目的：肺炎链球菌脑膜炎是小儿神经系统常见的感染性疾病，尽管新的、有效的抗生素不断的问世与应用于临床，肺炎链球菌脑膜炎造成的病死率与神经系统后遗症的发生率依旧居高不下，并且一直持续到成年期，严重影响着患儿的生活质量。脑源性神经营养因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）作为脑内分布最广泛的神经营养因子，对神经元的存活、分化、生长起到了非常重要作用，并在多种神经系统疾病中发挥神经保护作用。肺炎链球菌脑膜炎发生后造成的持续存在的神经系统后遗症可能与疾病发生后经过抗生素的治疗导致脑内海马 BDN F的降低有关。同时，脑膜炎造成的海马齿状回神经细胞凋亡也损害了海马区学习记忆功能的正常行使。而在肺炎链球菌脑膜炎中，BDN F的增加是否能够影响海马齿状回神经干细胞的神经生发，从而增加海马神经细胞的数量，并未得到充分的证实。我们前期研究发现，在肺炎链球菌脑膜炎急性期，皮层和海马区神经元广泛受损，而BDNF、BDNFmRNA、TrkBmRNA的表达明显升高，但随时间延续其表达水平开始下降，且应用抗生素后，其表达水平明显低于正常水平。给予外源性BDNF治疗后，BDNF可以提高皮层和海马区神经元存活率，并保护肺炎链球菌脑膜炎引起的听力损伤。本课题将通过抗生素结合外源性给予BDN F治疗，探讨肺炎链球菌脑膜炎发生后BDN F对大鼠海马齿状回神经干细胞神经生发的影响。
　　方法：采用肺炎链球菌Ⅲ型标准菌株构建3周龄SD大鼠肺炎链球菌脑膜炎和正常模型，根据不同的治疗方案，随机分为实验治疗组、实验对照组、正常治疗组和正常对照组四个大组，每个大组又分为7天组、14天组和28天组。采用免疫荧光双标技术观察海马齿状回增殖的神经干细胞标志物 BrdU&Nestin双标阳性细胞数、非成熟神经元标志物DC X阳性细胞数、神经干细胞向非成熟神经元的分化比例，即Brd U&DCX双标阳性细胞占总 Brd U阳性细胞的比例以及神经干细胞向成熟神经元的分化比例，即BrdU&NeuN双标阳性细胞占总BrdU阳性细胞的比例，探讨外源性 BDN F对肺炎链球菌脑膜炎后海马齿状回内源性神经干细胞的神经生发的影响。
　　结果：⑴通过7天抗生素结合外源性 BDNF或生理盐水侧脑室治疗肺炎链球菌脑膜炎后，在海马齿状回可以发现 BrdU&Nestin双标阳性神经干细胞，形状为圆形或椭圆形。实验治疗组大鼠的内源性神经干细胞在治疗7天后增殖明显增多，与实验对照组大鼠相比差异有显著性意义（P=0.001），而正常治疗组大鼠内源性神经干细胞增殖也较正常对照组大鼠明显增多（P=0.014）。另外，实验治疗组大鼠内源性神经干细胞的增殖也较正常治疗组（P=0.005），和正常对照组（P=0.000）大鼠明显增多，差异具有显著性意义，而实验对照组大鼠内源性神经干细胞增殖与正常对照组大鼠相比也明显增多，差异有显著性意义（P=0.029）。⑵经过7天抗生素结合外源性BDNF或生理盐水治疗后，实验对照组大鼠海马齿状回DC X阳性细胞数明显低于实验治疗组、正常治疗组和正常对照组大鼠DCX阳性细胞数（F=7.308，P=0.011）。经过7天外源性BDNF治疗后，实验治疗组大鼠DCX阳性细胞数接近正常组大鼠水平（P>0.05）。虽然正常治疗组大鼠与正常对照组大鼠相比DC X阳性细胞数有轻度增加，但不具有统计学意义（P>0.05）。⑶在7天组中，BrdU&DC X/Brd U比例在实验治疗组大鼠中明显高于实验对照组大鼠和正常组大鼠（F=18.939，P=0.001）。同时，正常治疗组大鼠Brd U&DCX/Brd U比例与实验对照组（P=0.002）和正常对照组（P=0.000）大鼠相比也明显升高，具有统计学意义。在14天组中，实验治疗组大鼠中Brd U&DCX/Brd U比例依旧高于其他三组大鼠（F=5.190，P=0.024）。但正常治疗组大鼠和正常对照组大鼠的新生细胞分化比例相似，没有统计学意义（P>0.05）。⑷在28天组中，在海马齿状回可以发现少量圆形或椭圆形的表达BrdU&NeuN的新生神经元。虽然实验组大鼠的BrdU&NeuN双标阳性细胞占总Brd U阳性细胞的比例高于其他组，但是并没有统计学意义，而其他组之间也并没有明显的改变（H=2.556，P=0.465）。
　　结论：①肺炎链球菌脑膜炎在激活大脑海马齿状回内源性神经干细胞的增殖的同时损伤大脑海马齿状回早期内源性神经干细胞的向非成熟神经元的分化。②外源性BDNF能显著提高肺炎链球菌脑膜炎后大脑海马齿状回内源性神经干细胞的增殖、早期分化，发挥促神经生发作用。

目录

中英文缩略词

引言

材料和方法

一、研究材料

二、研究方法

结果

一、肺炎链球菌脑膜炎动物模型

二、BDNF减慢大鼠体重的增长的生理作用

三、免疫荧光检测结果

讨论

结论

参考文献

致谢

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