成年神经细胞再生对于不同程度海马创伤后认知功能修复作用的研究

摘要

目的:神经科学研究人员从多个方面研究成年内源性神经细胞再生(AdultNeurogenesis)对于脑创伤的修复作用,然而针对不同程度脑创伤的分类对照研究仍然很少。本实验通过检测不同程度海马创伤后神经前体细胞的再生情况以及海马空间学习和记忆能力的修复状况,评价在没有外界因素干预的情况下,内源性神经细胞再生对于脑创伤修复的意义。
　　 方法:按照完全随机化原则,成年Wistar大鼠49只分为轻度损伤组(n=17)、重度损伤组(n=17)和对照组(n=15)。轻度损伤组和重度损伤组分别给予1.8±0.02atm和2.8±0.04 atm液压打击制作成脑创伤模型。对照组只进行手术操作,不给予液压打击。所有大鼠伤后连续6天以200mg/kg的剂量腹腔注射BrdU标记新生细胞。伤后24小时,选取轻度损伤组和重度损伤组各3只大鼠进行脑组织HE染色以检测模型制作成功。伤后7天,每组各5只大鼠取脑并进行BrdU免疫荧光染色观察海马新生细胞的增殖情况。选取伤后8-12天、29-33天和57-61天3个时间点对剩余的28只大鼠进行Morrs水迷宫检测以评价认知功能状况。每个时间点连续检测5天,以逃避潜伏期作为检测海马功能的主要参数,取每个时间点最后一天的成绩作来评价海马功能。伤后61天,剩余28只大鼠取脑并进行BrdU联合NeuN免疫荧光染色观察海马新生细胞的存活和分化情况。规律选择鼠脑切片对海马的新生细胞进行计数,评价不同程度脑创伤后海马的新生细胞状况。
　　 结果:
　　 1.细胞增殖情况比较:伤后7天,海马齿状回BrdU+细胞计数,轻度损伤组(5710±779)较对照组(1177±108)明显增多,重度损伤组(2146±492)较对照组(1177±108)亦增多；不同损伤组之间比较,轻度损伤组(5710±779)较重度损伤组(2146±492)的BrdU+细胞明显增多,轻度损伤后细胞增殖最活跃。
　　 2.细胞存活情况比较:伤后61天,海马齿状回BrdU+/NeuN+细胞计数,轻度损伤组(1830±411)较对照组(817±171)明显增多,重度损伤组(640±176)较对照组(817±171)无明显差异,轻度损伤组(1830±411)较重度损伤组(640±176)明显增多,轻度损伤后成熟神经细胞存活最多。计算伤后存活成熟神经细胞占同时期存活细胞的比例,对照组(83±6％)较轻度损伤组(71±6％)和重度损伤组(64±9％)有更高比例的新生细胞分化为成熟神经细胞。
　　 3.海马认知功能比较:伤后12天和伤后33天,轻度损伤组和重度损伤组较对照组表现出明显的认知功能障碍。伤后61天,轻度损伤组的认知功能恢复到对照组水平,然而重度损伤依然存在认知功能障碍。
　　 结论:成年海马存在自身修复机制,创伤性颅脑损伤对于成年海马的神经前体细胞的增殖可能是一个促进因素。创伤后一大部分新生细胞能够存活并且主要分化为成熟的神经细胞,提示脑创伤后神经起源区域的细胞增殖和分化的结果以神经细胞再生为主,可能还伴有其它类型的细胞生成,如胶质细胞的生成。本研究发现,严重的颅脑创伤并没有伴随着更多的神经细胞再生,而轻度的创伤能够明显的促进内源性神经细胞再生,进而修复创伤造成的神经功能障碍。推测在严重的颅脑创伤情况下,成年神经干细胞生存的微环境遭到破坏,神经细胞再生受到抑制,不能产生足量的神经细胞修复脑组织损伤,从而导致神经功能障碍,需要外界有针对性的治疗。