脑损伤过程中血脑屏障通透性的变化及其调节机制

血脑屏障是由脑微血管内皮细胞、星形神经胶质细胞、外膜细胞、血管周围巨噬细胞和基底膜组成的一个复杂系统,对维持中枢神经系统的正常功能非常重要。脑损伤如脑缺血、脑缺氧、脑外伤和蛛网膜下腔出血过程中伴随血脑屏障通透性的变化。脑缺血及其再灌注后可通过花生四烯酸代谢途径、嘌呤核苷酸代谢途径及一氧化氮途径产生自由基,可能是血脑屏障通透性增加的重要机制。血脑屏障的破坏可加重脑损伤程度;脑血管疾病时,保护血脑屏障的完整性可能是减轻脑损伤的重要措施。     

神经血管单元结构和功能及其在脑缺血损伤发生机制中的作用

近年来,从神经血管单元（NVU）这一整体性结构及其功能出发开展脑缺血发病机制的研究越来越受到人们的重视,NVU已经成为脑科学和脑重大疾病研究领域的热点之一。NVU主要组成细胞有神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和脑微血管内皮细胞等,它们在结构上密切相关,在功能上共同维持脑稳态,在脑功能和脑缺血损伤中发挥重要作用。NVU损伤导致微血管及血脑屏障完整性受损、神经元细胞死亡、神经胶质反应、免疫细胞浸润,甚至组织损伤和脑水肿。本文以期阐明NVU的结构和功能及其在脑缺血损伤发生机制中的作用,为开展基于NVU结构和功能的脑缺血疾病防治药物研究提供新思路和新策略。     

星形胶质细胞在脑缺血中的变化和作用

星形胶质细胞作为中枢神经系统数量最多的细胞,它在脑缺血中发生增殖、肥大,特异性标记物胶原纤维酸性蛋白和波形蛋白表达明显增加。星形胶质细胞在缺血状态下具有较强的耐受力,可通过多种途径保护神经元。并且它也通过产生兴奋性氨基酸、炎症介质,降低缝隙连接等损伤神经元。因此,星形胶质细胞在脑缺血中起着损伤和保护脑组织的双重作用。明确星形胶质细胞在脑缺血中的作用及其机制,可能将为脑缺血的治疗提供新的靶点。     

CCR2/CCL2对脑缺血再灌注损伤影响的研究进展

CC趋化因子受体2（CCR2）是趋化因子受体中的重要一员,与其配体CC趋化因子配体2（CCL2）在神经炎症中发挥着重要的作用。本文综述了CCR2/CCL2的表达及功能,并探讨抑制CCR2/CCL2对脑缺血再灌注损伤的影响及其机制。抑制CCR2/CCL2可降低血脑屏障通透性,并通过影响单核/巨噬细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞抑制炎症反应,进而减轻脑缺血再灌注损伤。因此,抑制CCR2/CCL2可能是治疗脑缺血损伤的潜在靶点,为相关药物研发提供依据。     

慢性脑缺血大鼠脑星形胶质细胞反应性增生及EGb761的影响

目的 探讨EGb761(银杏叶提取物)对慢性脑缺血损伤后大鼠脑组织星形胶质细胞反应性增生的影响.方法 将雄性SD大鼠随机分为假手术组、单纯缺血组、EGb761干预组.制备慢性脑缺血大鼠模型,药物干预12周后,免疫组化方法检测各组大鼠脑组织中星形胶质细胞的表达.结果 EGb761干预组大鼠海马、胼胝体、皮质GFAP阳性细胞表达明显低于单纯缺血组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 EGb761可减少慢性脑缺血损伤后反应性星形胶质细胞增生.     

严重烫伤早期脑内星形胶质细胞与GFAP表达的变化

目的:探讨星形胶质细胞形态变化及胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)表达与严重烫伤引起的血脑屏障损伤之间的关系.方法:健康SD大鼠,随机分为正常组、烫伤组(分3、6、12、24、48 h 5个时相点),用透射电镜观察血脑屏障超微结构变化;紫外分光光度计检测脑伊文蓝(Evan's Blue,EB)含量.免疫组化观察脑GFAP表达.结果:正常组星形胶质细胞结构清楚,各种细胞器完整.烫伤后3 h线粒体肿胀,空泡化.严重烫伤后脑EB明显高于正常组(P<0.01),以6～12 h最为明显,24 h后开始下降.GFAP的阳性表达定位于星形胶质细胞的胞浆及突起内,呈棕褐色或棕黄色.GFAP阳性细胞轮廓清楚,细胞突起成星形.烫伤后GFAP阳性细胞数目明显增多,染色增强,平均光密度增高(P<0.01),12～24 h达高峰且形态不规则,48 h后开始下降.结论:严重烫伤后星形胶质细胞活化、GFAP表达增加与血脑屏障通透性增高有关,提示GFAP在严重烫伤早期对血脑屏障的损伤有重要作用.     

脑缺血后活化星形胶质细胞所致损伤因子的探讨

脑缺血损伤时,活化星形胶质细胞产生一系列细胞因子,其中一氧化氮、内皮素、磷脂酶A2、肿瘤坏死因子等通过各种机制对缺血后神经细胞产生毒性作用,引起神经细胞坏死、凋亡。深入了解活化星形胶质细胞对缺血性神经细胞损伤的作用机制,对脑缺血的治疗具有重要意义。     

PPARα促进自噬流抑制脑缺血后星形胶质细胞的过度激活

目的阐明过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)在脑缺血后星形胶质细胞活化中的作用及机制。方法大脑中动脉闭塞(MCAO)建立小鼠脑缺血损伤模型,缺氧缺糖再灌注(OGD/R)建立小鼠原代培养星形胶质细胞活化模型。应用PPARαnull小鼠及PPARα激动剂,观察PPARα功能缺失或者激活后对星形胶质细胞活化的影响。进一步通过观察自噬经典标记物LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和P62表达变化,联合应用巴弗洛霉素或雷帕霉素观察自噬流的变化,应用自噬双标腺病毒(mRFP-GFP-LC3)检测自噬体和自噬溶酶体的变化,应用透射电子显微镜观察超微结构等方法,研究PPARα功能缺失或者激活后对星形胶质细胞自噬的影响。结果 PPARαnull小鼠或原代培养的PPARαnull星形胶质细胞在脑缺血损伤或OGD/R处理后,星形胶质细胞活化标记物GFAP,Neurocan等的表达较野生型对照组相比明显增加。脑缺血损伤或OGD/R处理后活化星形胶质细胞中存在自噬流障碍,自噬双标腺病毒检测及透射电子显微镜的结果均发现活化的星形胶质细胞中存在大量自噬小体的堆积,PPARαnull星形胶质细胞较野生对照组相比堆积更加明显,而PPARα激动剂可显著改善自噬流障碍,抑制星形胶质细胞的过度活化。结论 PPARα可促进脑缺血后星形胶质细胞的自噬流,抑制星形胶质细胞的过度活化。     

急性脑缺血/再灌注后细胞病理改变及星形胶质细胞活化规律

目的 观察脑缺血/再灌注后不同时间点细胞病理改变及星形胶质细胞活化的规律。方法 本实验共采用85只SD雄性SPF级大鼠,将其随机分为假手术组、大脑中动脉闭塞90 min再灌注不同时间点组,后者分为再灌注3、6、12、24、48 h组。HE染色观察细胞病理改变,采用透射电镜观察脑缺血/再灌注后星形胶质细胞的亚显微结构,免疫印迹联免疫荧光法检测脑缺血/再灌注损伤后的GFAP表达。结果 脑缺血/再灌注后不同时间点可导致神经细胞发生不同程度的缺血/再灌注损伤,再灌注后24 h细胞损伤最为严重。透射电镜结果提示星形胶质细胞亚显微结构发生改变,细胞出现不同程度肿胀,线粒体嵴断裂等。脑缺血/再灌注后在缺血区GFAP表达呈时间依赖性逐渐升高,再灌注48 h后表达最高,而在梗死区表达逐渐减少。结论 脑缺血/再灌注后24 h神经细胞损伤最重,缺血半暗带区的星形胶质细胞形态发生变化,星形胶质细胞激活,伴随再灌注的推移,梗死区、缺血区边界逐渐清晰,可能出现胶质瘢痕。     

钩藤碱对缺血再灌注诱导大鼠星形胶质细胞损伤的作用

目的:以原代培养的大鼠大脑星形胶质细胞进行缺血再灌注损伤处理,观察钩藤碱(Rsy)对星形胶质细胞损伤的保护作用.方法:1～3 d龄SD大鼠乳鼠大脑星形胶质细胞原代培养,含连二亚硫酸钠的无糖Earle's液进行缺血缺氧处理造模,MTT法测定细胞存活率,Hoechst 33258荧光显微镜观察细胞形态学变化,流式细胞仪检测细胞坏死、凋亡率,用LDH试剂盒测定LDH漏出率.结果:与模型组比较,钩藤碱0.02、0.2 mg·mL-1均能显著提高细胞存活率,显著降低细胞坏死率和细胞凋亡率,也能显著降低细胞LDH漏出率.结论:钩藤碱对缺血再灌注损伤后星形胶质细胞的坏死凋亡具有显著抑制作用,提示钩藤碱可能通过抑制星形胶质细胞凋亡和坏死而对脑缺血损伤产生保护作用.     

右美托咪定预处理对局灶性脑缺血/再灌注星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白表达的影响

目的 探讨预注右美托咪定对局灶性脑缺血/再灌注后星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)表达的影响。方法 大脑中动脉插线法制作大鼠局灶性脑缺血/再灌注模型。观察脑缺血2 h再灌注24 h后神经功能损害改变并评分,并采用免疫组化和蛋白免疫印迹方法观察大鼠脑缺血后星形胶质细胞GFAP蛋白表达情况。结果 缺血/再灌注后可诱导大鼠脑组织星形胶质细胞GFAP表达明显增强,右美托咪定可明显改善大鼠神经功能损害,减少缺血区GFAP阳性星型胶质细胞,降低GFAP表达水平。结论 早期应用右美托咪定可抑制脑缺血后星形胶质细胞GFAP的过度表达,可发挥抗脑缺血损伤,保护神经元作用。     

脑缺血损伤的炎症反应及治疗策略展望

研究表明炎症反应在脑缺血损伤中发挥重要作用。脑缺血损伤诱导的炎症反应是一个复杂的动态过程,包括一系列炎症细胞和炎症因子的参与。脑缺血诱导促炎症介质表达,促进白细胞浸润,激活脑内的小胶质细胞和星形胶质细胞,产生炎症反应,加重脑损伤。脑缺血损伤的炎症机制研究为临床寻找有效的治疗方法提供了重要的思路。本文从基础研究和临床试验方面简单阐述了参与脑缺血损伤炎症反应的几类研究较多的炎症细胞和促炎症介质,并探讨了针对脑缺血损伤中炎症反应的治疗方案及其应用前景。     

半胱氨酰白三烯受体拮抗剂对脑缺血的保护作用

炎症是影响脑缺血急性损伤严重程度以及慢性期恢复的主要因素之一,而半胱氨酰白三烯是体内最重要的炎症介质之一,通过半胱氨酰白三烯受体(CysLT1R和CysLT2R)调节脑缺血后炎症等病变。目前,已证实CysLT1R拮抗剂对脑缺血动物模型急性和亚急性/慢性损伤的保护作用,其神经元保护作用可能是间接通过调节胶质细胞,对星形胶质细胞增殖及胶质疤痕形成则有明确的抑制作用。CysLT2R拮抗剂还有待深入研究,但可能与神经元和星形胶质细胞损伤、小胶质细胞激活等有密切关系。CysLT1R和Cys-LT2R拮抗剂是抗脑缺血损伤潜在的新型治疗药物。     

体外缺氧／复氧对星形胶质细胞AQP4表达的影响及葛根素干预的实验研究

目的 观察缺氧,复氧条件下星形胶质细胞形态和AQP4 mRNA的表达变化以及葛根素对其表达变化的影响,探讨脑缺血再灌注损伤与AQP4的关系以及葛根索的干预作用.方法 原代培养星形胶质细胞,用5%CO2+95%N2混合气体造成缺氧,以LDH漏出率及MTT降解率作为细胞受损指标,应用RT-PCR技术检验星形胶质细胞缺氧/复氧各个时间点AQP4 mRNA的表达变化及葛根素的干预效果.结果 体外培养的星形胶质细胞在缺氧环境下损伤不明显,随着复氧时间的延长细胞损害加重.AQP4 mRNA在缺氧时表达与正常对照组无明显差异,复氧后表达升高并随时间延长呈增高趋势(P＜0.05).葛根素干预组AQP4 mRNA表达丰度与缺氧/复氧组无明显差异(P＞0.05).结论 星形胶质细胞AQP4 mRNA表达变化与细胞损伤有明显的相关性,葛根素对星形胶质细胞损伤的保护作用不是通过改变AQP4的表达来实现的.     

复方中药塞络通对多发性脑梗死大鼠星形胶质细胞功能及脂笼蛋白2蛋白表达的影响

目的脑卒中是一种常见的疾病,绝大多数脑卒中病例是由短暂性或永久性脑血管闭塞引起的缺血性脑血管病(缺血性中风)最终导致脑梗死。星形胶质细胞做为脑内大量存在的细胞,在缺血损伤后形态肥大,表现为突起延长和胞体肿胀。脂笼蛋白2(LCN2)是一种分泌蛋白,在脑缺血和神经退行性疾病中具有重要作用。塞络通胶囊(SLT)是由人参、银杏、藏红花三种中草药组成的治疗血管性痴呆的标准化制剂。虽然最近的临床试验已经证明SLT对血管性痴呆的有益作用,但其潜在的细胞机制尚未得到充分的探索。方法采用大鼠微球法致多发性脑梗死实验模型,通过Morris水迷宫实验评价SLT对恢复期大鼠空间记忆功能障碍的影响;随后,根据组织内及血清内炎性因子的表达,以及qPCR、免疫荧光、免疫印迹观察星形胶质细胞的活化、特异蛋白LCN2及其诱导的JAK2\STAT3信号通路的变化,以考察恢复期脑缺血损伤后星形胶质细胞的活化与炎性反应的关系及SLT对恢复期缺血损伤皮层区星形胶质细胞功能的影响;建立人星形胶质细胞糖氧诱导(OGD)损伤模型,并采用慢病毒转染的方法过表达目的基因LCN2,检测细胞分泌炎性因子含量变化,免疫荧光、蛋白免疫印迹观察星形胶质细胞的活化、特异蛋白LCN2及其诱导的JAK2/STAT3信号通路的变化,考察星形胶质细胞损伤后SLT有效成分对其的影响。结果 SLT可显著降低脑缺血引起的大鼠空间记忆认知功能障碍,减轻星形胶质细胞的活化及增殖,较为明显改善脑脑缺血损伤大鼠皮层缺血周边半暗带区神经元及突触超微结构损伤;SLT可抑制缺血侧皮层区及血清内炎性因子及趋化因子的表达,根据免疫荧光与免疫印迹的结果看出,SLT可能通过抑制LCN2诱导的JAK2/STAT3信号通路的表达来抑制炎性反应。结论 SLT介导神经炎症反应,通过LCN2-JAK2/STAT3通路抑制星形胶质细胞增生,抑制神经炎症反应,从而保护缺血性脑损伤,为缺血性脑卒中的治疗策略提供新的思路。     

基于原子力显微镜的损伤星形胶质细胞弹性模量变化的研究

目的 探讨星形胶质细胞受到损伤刺激后弹性模量的变化。方法 分离、 提取新生 2 d SD 大鼠星形胶质细胞, 通过胶质纤维酸性蛋白 （GFAP） 抗体免疫荧光染色对其进行鉴定。实验分为对照组和损伤组, 损伤组为应用细胞损伤仪损伤后 6 h 的星形胶质细胞, 对照组不予损伤。应用原子力显微镜在液相下测试各组细胞的弹性模量, 并对两组结果进行比较、 分析。结果 大鼠星形胶质细胞纯化率达 95%以上。损伤后 6 h 的星形胶质细胞形态紊乱,部分细胞胞体可见肿胀。获得了星形胶质细胞的力学地形图和力压痕曲线。损伤组星形胶质细胞弹性模量较对照组显著增加［（1 689±693） Pa vs.（724±283） Pa, P＜0.01］。结论 损伤刺激会造成星形胶质细胞弹性模量增大, 为进一步从细胞水平了解创伤性脑损伤后的颅内物理微环境提供理论基础。     

星形胶质细胞与缺血性脑损伤

星形胶质细胞是脑中存在最多的细胞类型,能够为神经元提供代谢、营养支持及调节突触活性.脑缺血等病理状态下,反应性星形胶质细胞通过一系列生化过程的改变,诸如调节能量代谢、清除兴奋性氨基酸、抗氧化作用、分泌神经保护物质等发挥神经保护作用.缺血时星形胶质细胞内相关信号通路被激活,对细胞凋亡起调控作用.星形胶质细胞中相关酶、离子通道以及信号分子都可成为潜在的治疗靶点,通过药物干预,间接发挥神经保护作用.进一步阐明星形胶质细胞在缺血性脑损伤中的作用,可以为基于星形胶质细胞的新药研发提供思路.     

体外培养新生大鼠星形胶质细胞在缺氧缺血损伤时β1整合素的表达变化

目的 了解缺氧缺血损伤时星形胶质细胞分泌β1整合素的变化.方法 采用免疫激光共聚集的方法检测体外培养的星形胶质细胞在缺氧缺血不同时段β1整合素的表达.结果 星形胶质细胞缺氧缺血12h、24h β1整合素表迭减少,细胞逐渐凋亡.结论 缺氧缺血损伤时星形胶质细胞合成β1整合素减少,可破坏细胞正常结构形态.     

谷氨酸转运体靶点药物的抗脑缺血作用研究进展

兴奋性氨基酸毒性是脑缺血损伤的主要机制之一。缺血期间谷氨酸的大量累积会导致神经元细胞、星形胶质细胞等神经细胞发生兴奋性毒性损伤,因此对缺血期间谷氨酸水平的调控一直是脑缺血防治药物研究的重点。近年来研究表明,通过上调星形胶质细胞上谷氨酸转运体GLAST(EAAT1)和GLT-1(EAAT2)的表达或活性,增加缺血时谷氨酸的摄取,维持突触间隙内谷氨酸的正常浓度,从而降低兴奋性毒性,减轻缺血性脑损伤。一些化合物如β-内酰胺类抗生素、尿酸、甲状腺激素、雌激素、山楂酸等已在体内或体外实验中被证实对谷氨酸转运体的调节作用,对抗谷氨酸毒性,发挥神经保护作用。研究和开发以星形胶质细胞谷氨酸转运体为作用靶点的药物,为缺血性脑损伤的预防和治疗提供了一条新的途径。     

肿瘤侵袭、浸润和转移对血脑屏障通透性的影响

血脑屏障是一个可扩散屏障,位于血液与中枢神经系统(CNS)神经组织之间,只允许水和小分子的脂溶性物质凭借浓度梯度自由扩散,是由脑毛细血管内皮细胞(BMECs)及细胞间紧密连接、基底膜、周细胞、星形胶质细胞脚板和极狭小的细胞外隙共同组成的一个细胞复合体。正常血脑屏障具有高度选择性,能防止毒素及其他有害物质进入脑实质内,对维持CNS内环境的稳态起着重要的作用。该结构损伤必将导致脑内微环境变化,从而引起脑神经细胞功能、代谢与结构的改变。Brightmann等提出血管内皮细胞之间的紧密连接是形成血脑屏障的关键因素,与其他器官毛细血管内皮细胞不同的是:BMECs膜上无窗孔,细胞间有紧密连接,缺少收缩性蛋白,吞饮小泡很少,细胞内含有丰富的酶系统,并且内皮细胞膜表面有负电荷,生理情况下只允许气体分子及分子量小于400～600Da的脂溶性小分子通过。