A correlative study between AQP4 expression and the manifestation of DWI after the acute ischemic brain edema in rats

Objective To investigate the rule of the aquaporin-4 (AQP4) expression in acute ischemic brain edema, and to study the correlation between AQP4 expression and diffusion-weighted imaging (DWI).Methods Thirty-six Wistar rats were divided into 2 groups randomly, control group (n=12) and operation group (n=24) in which right middle cerebral artery of each animal had been occluded unilaterally (MCAO) at interval times of: 15 minutes, 30 minutes, 1 hours, 3 hours, 6 hours and 24 hours, respectively. The operation process of the control group was the same as the operation group except for the MCAO. All groups were examined using DWI. The apparent diffusion coefficient (ADC), relative density (rd) and relative area (rs) of the biggest hyperintensity signal layer on DWI were measured. After that the animals were sacrificed and perfused with the mixture solution consisting of TTC. The biggest layers of the ischemic cerebral tissues in each rat corresponding to the DWI were stained with TTC and examined with immunochemistry (△S) , in situ hybridization (α) and histology.Results There was no significant change in the control group. In the operation group, a hyperintensity signal was found in the DWI of the right MAC territory at 15 minutes after MCAO. The ADC value decreased quickly within one hour after MCAO, while the AQP4 expression, rd-DWI and rs-DWI increased rapidly during this stage. As time progressed, the ADC value decreased further to （2.1±0.6）×10(-4) mm2/s at 3 hours, and then began to increase slowly till 24 hours. But the AQP4 expression (△S and α) and rd as well as the rs continuously increased slowly between 1 hour and 6 hours after MCAO, followed a peak after 6 hours. The AQP4 expression (α) showed a positive relationship with the rs-DWI, they all presented two peaks and a plateau. The corresponding sequential pathologic changes were a gradual increase of intracellular edema (within one hour), then an emergence of vasogenic edema (1-6 hours), and final necrosis and liquefaction (6-24 hours). Conclusions Upregulated expression of AQP4 may play a significant role in acute ischemic brain edema, especially during the stages of intracellular edema and necrosis, but it has no correlation to vasogenic edema. Certainly, the high expression of AQP4 is perhaps one of the most important reasons of the decrease of ADC and hyperintensity on the DWI in the intracellular edema.     

电针影响大鼠脑缺血再灌注后水通道蛋白4 (AQP4)的表达及其在血管周边的分布

 目的 研究电针干预大鼠脑缺血再灌注损伤时脑内水通道蛋白4 (aquaporin 4,AQP4)的表达与分布改变。 方法 选用SD雄性大鼠406只,分为正常对照组(n=40),脑缺血组(n=138),脑缺血+电针组(电针处理组,n=138)和脑缺血+假电针组(n=90)。利用线栓法制作大鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,缺血1 h后实施脑血流再灌注。电针处理组在脑缺血开始后立即给予电针刺激,穴位选择“水沟”(GV 26)与“百会”(GV 20)。利用Western blot检测AQP4的蛋白表达水平,胶体金免疫电镜观察AQP4免疫阳性颗粒在血管周边的分布,常规焦油紫染色计算脑缺血后的脑梗死体积以及脑肿胀程度。神经行为学评估通过Garcia量表进行评分。结果 (1)再灌注24 h内,电针可下调因脑缺血而诱导的AQP4表达升高,再灌注后6 h和12 h分别是缺血组的0.63倍和0.72倍(P < 0.05);(2)与正常对照组相比,血管周边AQP4的免疫阳性颗粒在再灌注后6 h增多,在再灌注后24 h减少,电针干预组中血管周边AQP4的免疫阳性颗粒密度发生改变,其变化与缺血组相反,差异有统计学意义(P < 0.05);(3)电针减轻脑缺血后的脑梗死及脑肿胀,促进神经行为功能的恢复。结论 电针下调因缺血而导致的AQP4蛋白的表达升高,并动态改变其在血管周边的分布。电针对AQP4的调控作用可能与电针的神经保护作用机制相关。     

脑再灌流对大鼠脑水肿的影响

使用大鼠4—动脉阻断模型,观察脑缺血30min,再灌15、30、60和180min各组动物脑含水量,伊文思蓝血管外渗和超微结构的改变。结果发现脑含水量增加,再灌流时较单纯缺血明显。单纯缺血和再灌流15min为细胞性脑水肿,再灌30～180min时,细胞性和血管源性脑水肿同时存在。     

基于扩散张量成像初探苍艾挥发油对大鼠脑缺血再灌注损伤的神经保护作用

  目的  利用MRI扩散张量成像技术研究经鼻吸入苍艾挥发油对大鼠脑缺血再灌注损伤模型的神经保护作用。  方法  24只健康成年雄性 SD 大鼠,按照随机分配原则,分为假手术组、中动脉阻闭再灌注（middle cerebral artery occlusion, MCAO）组和苍艾挥发油（volatile oil of Cang Ai, VOCA）组。采用Zea Longa评分于造模后即刻和造模后第7天对各组大鼠神经功能损伤程度进行评估。用 7.0T磁共振对3组大鼠在造模成功后3 h、3 d、7 d行冠状位扩散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）扫描,对最大梗死层面的纹状体区和运动平层区DTI的表观扩散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）和各向异性分数（fractional anisotropy, FA）进行测量,然后计算相对表观扩散系数(rADC)和相对各向异性分数（rFA）。造模7 d后采用 TTC 染色法对各组大鼠脑梗死体积进行评估,并对rFA、rADC与神经功能缺损评分进行相关性分析。  结果  假手术组苏醒后无神经功能缺损,MCAO组与VOCA组均有不同程度神经功能缺损,造模后7 d时VOCA组神经功能缺损评分小于MCAO组（P<0.05）。DTI扫描结果显示,造模后3 h以及3 d,VOCA组大鼠纹状体rADC值均高于MCAO组（P<0.05）,7 d时3组无明显差异（P>0.05）。VOCA组运动皮层区rADC值在造模后3 h高于MCAO组（P<0.01）,3 d、7 d时差异无统计学意义。VOCA组纹状体rFA值在造模后3 d和7 d均高于MCAO组（P<0.05）。MCAO组与VOCA组大鼠运动皮层区rFA值在3个时间点的组间差异均无统计学意义。TTC染色结果显示假手术组无梗死区,VOCA组脑梗死体积小于MCAO组（P<0.05）。相关性分析显示MCAO组和VOCA组大鼠纹状体rFA值（r=?0.847）、运动皮层rADC值（r=?0.647）、运动皮层rFA值（r=?0.660）与神经功能缺损评分均呈明显相关性（P<0.05）。  结论  VOCA在脑缺血再灌注后能有效通过降低缺血区细胞的毒性水肿及加快神经纤维束恢复来保护MCAO大鼠的神经功能。rFA、rADC值可作为评价脑缺血再灌注后神经功能恢复的有效指标。     

缺血再灌注损伤大鼠脑组织MMP-2、MMP-9动态变化与脑水肿改变

[摘要]目的探讨发生脑缺血再灌注损伤时MMP-2、MMP-9表达和活性的变化规律及应用强力霉素后脑水肿的变化。方法大脑中动脉线栓法制备局灶性脑缺血再灌注模型,根据再灌注时间不同分为再灌注3、6、12、24、72、120 h组及假手术组。应用干湿重法测定强力霉素干预后缺血侧脑半球含水量的变化,应用蛋白质印迹法检测缺血侧脑组织MMP-2和MMP-9蛋白表达变化,应用明胶酶谱法检测缺血侧脑组织MMP-2和MMP-9活性变化。结果MMP-2在脑缺血再灌注3 h和120 h表达和活性升高(P<0.01);MMP-9在脑缺血再灌注6 h表达和活性开始升高(P<0.01),到再灌注24 h达到峰值,再灌注120 h降至正常水平(P>0.05);脑缺血再灌注大鼠各时间点缺血侧脑半球含水量与假手术组相比皆升高,并且随着再灌注时间延长持续升高;应用强力霉素大鼠缺血侧脑半球含水量与同时间点生理盐水组相比降低(P<0.05或P<0.01)。结论MMP-2和MMP-9降解细胞外基质引发血管源性脑水肿,MMP-2和MMP-9的表达及其活性在脑缺血再灌注120 h内的交替变化可能会影响脑水肿的发展。     

亚低温对脑梗死后AQP4表达及血脑屏障通透性的影响

目的 观察脑梗死后亚低温干预对大鼠水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)表达及血脑屏障(blood brain-barrier,BBB)通透性的影响,探讨亚低温对缺血性脑水肿的作用机制.方法 线栓法制造大鼠局灶性脑缺血模型,同时给予亚低温治疗.用免疫组织化学方法检测AQP4和IgG的表达.用干湿重法检测脑水含量.结果 再灌注损伤后脑内AQP4蛋白水平迅速降低,至再灌注后12h达最低水平,至再灌注7d时接近正常水平.亚低温组AQP4、IgG表达及脑水含量均明显低于常温组.结论 ①脑梗死后,AQP4表达水平迅速下降,可能是机体的一种保护性反应;②亚低温能有效抑制脑梗死后AQP4的表达和血脑屏障通透性的增加.     

氯胺酮预处理对大鼠局灶性脑缺血/再灌注损伤后脑水肿和水通道蛋白4表达的影响

目的 观察氯胺酮缺血前预给药对大鼠短暂性脑缺血/再灌注损伤后神经缺失症状、脑水肿及Aquaporin 4(AQP4)表达的影响.方法 62只健康雄性Sprague-Dawley大鼠,体重220～250 g,随机分为假手术组(Sham组,n=18只)、生理盐水组(Vehicle组,n=22只)和氯胺酮预处理组(Ketamine组,n=22只).Vehicle组、Ketamine组大鼠采用线栓法阻塞大鼠右侧大脑中动脉,90 min后拔出栓线实现再灌注,建立局灶性脑缺血/再灌注模型.Ketamine组、Vehicle组分别于缺血前30min静脉持续输注(1mg·kg-1·min-1)5%氯胺酮及0.9%生理盐水,30 min后实施缺血再灌注损伤.Sham组手术操作同前,但线栓未阻塞大脑中动脉.再灌注24 h大鼠进行神经缺失症状评分,后断头取脑,采用干湿重法测定缺血侧脑半球的水肿度,Western-blot检测缺血周边区脑组织AQP4表达.结果 Vehicle组、Ketamine组大鼠脑缺血/再灌注损伤后神经功能缺失症状明显,缺血侧脑半球干湿重比值较Sham组明显增加(P<0.01);与Vehicle组相比,Ketamine组缺血侧脑半球干湿重比值无明显减小(P>0.05).与Sham组相比,Vehicle组、Ketamine组大鼠脑缺血/再灌注损伤后缺血周边区AQP4表达明显上调(P<0.01);与Vehicle组相比,Ketamine组AQP4表达无明显下调(P>0.05).结论 大鼠脑缺血/再灌注损伤后神经功能缺失症状及脑水肿明显,缺血周边区脑组织AQP4表达上调;氯胺酮缺血前预处理未能明显改善神经缺失症状及脑水肿,对缺血周边区脑组织AQP4的表达无影响.     

大鼠大脑中动脉永久性缺血和缺血再灌注模型的比较

目的:比较大鼠大脑中动脉永久性阻塞模型和缺血再灌注模型的差异,寻找一种制作简单,成功率高的脑缺血模型。方法:将150只SD雄性大鼠随机分为:永久性大脑中动脉阻塞60只,线栓阻塞大脑中动脉4h、8h、24h后生理盐水灌注后取脑;大脑中动脉缺血再灌注60只,线栓阻塞大脑中动脉100min后,拔出线栓形成再灌注,分别在再灌注4h、8h、24h后灌注取脑;对照组30只。比较模型制作的成功率、术后存活率、神经功能缺失评分、脑梗死体积及模型稳定性。结果:脑缺血再灌注组模型成功率高于永久性脑缺血组,差异有统计学意义(P<0.05);永久性脑缺血模型组死亡率较脑缺血再灌注模型组死亡率有升高趋势,但无统计学意义;TTC染色:永久性大脑中动脉阻塞梗死灶随着缺血时间的延长逐渐扩大,大脑中动脉缺血再灌注梗死灶随再灌注时间的延长无明显变化;结论:大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型手术方式简单、结果稳定、缺血时间可控,是一种较理想的模拟脑梗死的动物模型。     

大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤动态病变及其与MMP-2表达关系

目的探讨大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的病变规律及MMP-2在损伤机制中的作用。方法建立大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型,分别采用HE、TUNEL染色法观察缺血2 h再灌注3 h-7 d脑组织的动态病理变化及免疫组化法检测MMP-2的蛋白表达。结果假手术组大鼠脑组织形态结构正常;与之相比,缺血再灌注3 h-7 d组脑组织均有明显病变且差异有显著性(P<0.01);缺血中心区再灌注后3 h以变性损伤为主,24 h-7 d以坏死及继发炎症为主;边缘区一直以持续进行性凋亡为主;水肿贯穿病变全程,分别于再灌注后24 h、72 h两次出现高峰,其中24 h尚伴灶片状出血。缺血再灌注组大鼠大脑组织的MMP-2表达显著高于假手术对照组,P<0.05;MMP-2表达存在时空改变且与脑水肿、细胞凋亡有正相关性,P<0.01,相关度R值在0.5以上,其中24 h的首次脑水肿高峰与MMP-2表达峰值点重叠。结论再灌注后24 h、72 h的两次水肿高峰及迟发、持续性细胞凋亡是再灌注损伤两个最重要的方面,MMP -2表达参与了其机制。     

短暂性脑缺血再灌注损伤对老年大鼠海马脑组织水通道蛋白4表达及神经元凋亡的影响

目的 探讨短暂性脑缺血再灌注损伤对老年大鼠海马脑组织水通道蛋白4表达及神经元凋亡的影响.方法 健康老年Wistar大鼠160只按Pnsinelli方法建立四动脉阻断法全脑缺血模型,随机分为脑缺血1 min组、脑缺血3 min组、脑缺血5 rain组和假手术组,每组40只.每组又按再灌注时间分为再灌注12 h、1 d.2 d.3 d和7 d 5个亚组,每个亚组8只.应用干湿重法计算脑含水量、组织病理学染色观察神经元微观结构,免疫组化方法观察AQP4的表达,TUNEL法检测神经元凋亡.结果 缺血1 rain及3 min组各再灌注时间点脑组织含水量及AQP4表达与假手术组比较差异无统计学意义(P0.05),而缺血5 min组各再灌注时间点脑组织含水量及AQP4表达与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.05).假手术组及缺血1 min组有少量神经元凋亡,缺血3 min及缺血5 min后海马区神经元凋亡明显增加.神经元凋亡在缺血后再灌注12 h即有表达,在1 d达高峰,持续至第3天开始下降.结论 老年脑对缺血再灌注损伤的敏感性增加,短暂的脑缺血即可造成老年大鼠脑组织的水肿和AQP4表达及神经元凋亡的增加,神经元的凋亡较脑水肿或AQP4表达对缺血更为敏感;再灌注后神经元凋亡高峰出现得早,持续时间长.     

脑水肿的AQP4调节机制研究进展

水平衡对于机体维持稳态至关重要。机体主要通过水通道蛋白（aquaporins,AQPs）调节水的平衡。哺乳动物有13种水通道蛋白（AQP 0-12）。其中,AQP4主要分布在星形胶质细胞上,是中枢神经系统中最主要的一种,与脑水肿的发生密切相关。AQP4的短时磷酸化修饰和长时表达调节在血管源性和细胞毒性脑水肿中起重要作用。     

远隔缺血预适应对大鼠局灶性脑缺血后诱导型一氧化氮合酶的影响

目的：研究远隔缺血预适应（ remote ischemic preconditioning,RIPC）对大鼠脑缺血再灌注后诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）表达的影响,以探讨 RIPC 保护脑缺血损伤的相关机制。方法应用线栓法制作大脑中动脉栓塞（middle cerebral artery occlusion,MCAO）模型,将21只健康雄性 SD 大鼠采用数字表法随机分为3组：假手术组（sham,n=7）,MCAO 组（n=7）,RIPC＋MCAO 组（n =7）。在 MCAO 手术前连续3 d,进行远隔肢体缺血预适应处理（双侧股动脉夹闭10 min/放开10 min,每天3次）。在缺血2 h-再灌注24 h 后进行神经功能评分,TTC 染色检测脑梗死体积,采用 Western blotting 方法检测梗死侧脑组织的 iNOS 蛋白表达水平。结果1）在 MCAO 手术过程中,3组实验动物的生理指标均在正常范围内,且组间差异无统计学意义。与 sham 组相比,MCAO 组大鼠再灌注24 h 时神经功能缺损评分显著升高、脑梗死体积明显增大（P〈0.05）。而 RIPC＋MCAO 组大鼠神经功能较 MCAO 组大鼠得到明显改善、脑梗死体积显著减少（P〈0.05）。2）再灌注24 h 时,与 sham 组相比,MCAO 组大鼠脑梗死侧 iNOS 蛋白表达显著增加（P〈0.05）。与 MCAO 组相比,RIPC＋MCAO 组大鼠脑梗死侧 iNOS 蛋白表达显著降低（P〈0.05）。结论 RIPC 处理对大鼠脑缺血损伤具有保护作用,其机制与降低脑缺血大鼠脑内 iNOS 蛋白表达有关。     

大鼠局灶性脑挫裂伤不同损伤区域水通道蛋白4表达变化的实验研究

目的探索水孔通道蛋白4（AQP4）在局灶性脑挫裂伤（CCII）不同损伤区域表达变化,及其对创伤性脑水肿血脑屏障（BBB）的影响。方法雄性成年Wistar大鼠,随机分为假手术组和CCII组,其中CCII组分为损伤中心组和损伤外周组。参照改良Feeney’s自由落体硬膜外撞击法制作CCII模型。结果损伤中心组和损伤周围组脑组织含水量明显高于假手术组;免疫组织化学结果显示损伤中心组在各检测时间点的AQP4含量和伊文思蓝（EB）含量均明显高于假手术组和损伤周围组,差异有统计学意义（P〈0．05）。结论CCII后AQP4蛋白的表达变化趋势和BBB的通透性相一致;损伤中心AQP4含量与损伤周围AQP4含量存在差异,这与相应区域的脑组织水肿类型相关。脑挫裂伤外周水肿带AQP4含量是降低的,损伤中心部位AQP4含量是升高的。损伤中心以血管源性脑水肿为主,脑挫裂伤外周水肿带以细胞毒性脑水肿为主。     

山茱萸环烯醚萜苷对脑缺血再灌注大鼠线粒体损伤的影响

目的 研究山茱萸环烯醚萜苷（cornel iridoid glycoside,CIG）对大脑中动脉梗阻（middle cerebral artery occlusion,MCAO）模型大鼠大脑皮质线粒体损伤的作用,探讨CIG对脑缺血再灌注损伤的保护作用机制。方法 采用线栓法制备大鼠MCAO模型,缺血2 h后复灌,采用数字表法将大鼠随机分为5组：假手术组,模型组,CIG低、高剂量（60、120 mg/kg）给药组,阳性对照药银杏叶片组,于复灌6 h后开始灌胃给药,每日1次,连续给药7 d。采用神经功能缺损症状评分（Modified Neurological Severity Scores,mNSS）评价各组大鼠神经功能情况,透射电镜观察损伤侧皮质部位线粒体超微结构,Western blotting法检测线粒体功能相关的蛋白NIX、Beclin1、DRP1、OPA1和PGC-1α的表达。结果 脑缺血再灌注损伤7 d后,模型组大鼠mNSS评分较假手术组大鼠显著增高,而与模型组相比,各给药组大鼠的mNSS评分明显降低。透射电镜结果显示模型组大鼠皮质线粒体损伤严重,CIG给药能明显改善线粒体结构变化。Western blotting检测结果显示,缺血再灌注损伤可显著抑制大鼠皮质组织中NIX、Beclin1、DRP1、OPA1和PGC-1α蛋白的表达,而CIG给药后均能显著改善这些蛋白的异常表达。结论 CIG通过激活线粒体自噬,促进线粒体分裂融合,增加线粒体生物合成等过程,减轻线粒体损伤,进而保护神经元,发挥较好的抗脑缺血再灌注损伤的脑保护作用。     

远隔缺血预适应对脑缺血再灌注损伤大鼠缺血半暗带区PERK/p-eIF2α通路及自噬的影响

目的 研究远隔缺血预适应(remote ischemic preconditioning, RIPC)对局灶性脑缺血再灌注大鼠缺血半暗带区自噬相关蛋白Beclin1、LC3B以及内质网分子伴侣GRP78、内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)相关通路PERK/p-eIF2α的影响,探讨RIPC保护脑缺血损伤作用的相关机制。方法 将24只健康雄性Sprague-Dawley大鼠采用抽签法随机分为3组:假手术(Sham)组、大脑中动脉梗塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)组和RIPC+MCAO组。每组8只大鼠。采用改良线栓法制备大鼠MCAO再灌注模型,于缺血90 min后拔出线栓再灌注24 h。其中RIPC+MCAO组在MCAO之前,给予大鼠连续3 d的RIPC(采用夹闭双侧股动脉10 min开放10 min,每天3个循环的方法)。免疫荧光双标染色法检测再灌注大鼠缺血半暗带区自噬相关蛋白Beclin1、LC3B以及GRP78、p-eIF2α的表达。结果 1)Sham组大鼠脑内偶见Beclin1阳性细胞。MCAO组大鼠再灌注24 h缺血半暗带区Beclin1表达水平比Sham组显著升高(P<0.05)。给予RIPC的脑缺血再灌注大鼠半暗带区Beclin1的表达水平比MCAO组显著减少(P<0.05)。Beclin1与神经元标志物NeuN共定位。2)MCAO组大鼠再灌注24 h,脑缺血半暗带区GRP78分别与Beclin1和LC3B免疫荧光染色共定位。3)MCAO组大鼠再灌注24 h,脑缺血半暗带区Beclin1与p-eIF2α免疫荧光染色共定位。Sham组大鼠未见Beclin1和p-eIF2α双标阳性细胞,MCAO组大鼠再灌注24 h半暗带区可见大量Beclin1和p-eIF2α双标阳性细胞。给予RIPC后,缺血大鼠半暗带区Beclin1和p-eIF2α双标阳性细胞数目比MCAO组明显减少(P<0.05)。结论 RIPC可能通过抑制ERS相关通路PERK/p-eIF2α,减少神经元中自噬相关蛋白产生,避免神经元过度激活自噬,发挥对脑缺血再灌注损伤的保护作用。     

一氧化氮在大鼠短暂性局灶性脑缺血损伤中对神经生长因子和脑源性神经营养因子表达的影响

目的 采用大脑中动脉梗死(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型,研究大鼠脑缺血再灌注后不同时间点脑缺血半暗带区神经生长因子(nerve growth factor,NGF)和脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)表达的变化,以及一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)抑制剂 N-硝基-L-精氨酸甲酯(Nω-nitro-L-argininic methyl ester, L-NAME)对脑缺血大鼠再灌注后NGF和BDNF表达的影响,探讨脑缺血损伤的深层机制。方法 将42只健康雄性Sprague-Dawley大鼠采用数字表法随机分为7组:假手术(Sham)组;MCAO再灌注0 h(MCAO 0 h)组;MCAO再灌注6 h(MCAO 6 h)组;MCAO再灌注12 h(MCAO 12 h)组;MCAO再灌注24 h(MCAO 24 h)组;MCAO再灌注72 h(MCAO 72 h)组以及MCAO 24 h+L-NAME 组(于MCAO前30 min腹腔注射L-NAME,剂量为1 mg/kg)。每组6只大鼠。采用改良线栓法制备大鼠MCAO再灌注模型,于缺血90 min 后拔出线栓进行再灌注。免疫荧光染色法检测再灌注大鼠脑组织缺血半暗带区NGF和BDNF的表达。免疫荧光双标染色法将NO所致的组织损伤标志物3-硝基酪氨酸(3-nitrotyrosine, 3-NT)分别与BDNF和NGF共定位。结果 MCAO组大鼠再灌注后0、6 h,脑缺血半暗带区域几乎未见NGF和BDNF阳性细胞。再灌注12 h,可见NGF和BDNF阳性细胞。再灌注24 h,半暗带区NGF和BDNF阳性细胞数较再灌注12 h组进一步增多(P<0.05)。至再灌注72 h,半暗带区NGF和BDNF阳性染细胞数较再灌注24 h组减少(P<0.05)。MCAO再灌注24 h组大鼠缺血半暗带区,3-NT分别与NGF和BDNF免疫荧光染色共定位。Sham组大鼠未见3-NT和NGF双标阳性细胞,MCAO再灌注24 h组大鼠半暗带区可见大量3-NT和NGF双标阳性细胞。给予L-NAME后,半暗带区3-NT和NGF双标阳性细胞数目比MCAO 24 h组明显减少(P<0.05)。Sham组大鼠未见 3-NT和BDNF双标阳性细胞,MCAO再灌注24 h组大鼠半暗带区可见大量3-NT和BDNF双标阳性细胞。给予L-NAME后,缺血大鼠半暗带区3-NT和BDNF双标阳性细胞数目比MCAO 24 h组明显减少(P<0.05)。结论 脑缺血再灌注可引起大鼠脑组织缺血半暗带区NGF和BDNF表达上调,最初的上调出现在再灌注12 h左右,随再灌注时间延长,NGF和BDNF表达进一步增加,至再灌注24 h达到高峰,随后在再灌注72 h下降。L-NAME通过抑制NOS活性,减少NO的产生,减少3-NT形成,进而引起NGF和BDNF表达下降,说明脑缺血再灌注过程中,NO促进NGF和BDNF的表达。     

水通道蛋白-4在大鼠创伤性脑水肿中的表达及其意义

目的探讨水通道蛋白-4(AQP4)在大鼠创伤性脑水肿形成过程中的表达变化及其意义。方法选择健康成年Wistar大鼠随机分为实验组(n=60)和对照组(n=15),实验组采用改进的Feeney氏法,造成大鼠右侧大脑半球局部脑损伤;对照组仅切开头皮,不造成大鼠脑损伤。分别进行脑组织形态学观察、脑含水量检测、免疫组织化学方法检测各组AQP4的表达水平。结果实验组72h病灶区域脑组织含水量百分率[(80.18±0.55)%较对照组(78.10±0.52)%]高(P<0.05)。实验组1、3h AQP4平均吸光度值(0.210 0±0.029 4、0.186 0±0.016 5)较对照组(0.143 3±0.053 8)高(P<0.05)。结论在脑创伤早期,AQP4强烈表达,可能与脑创伤后的应激反应有关。在脑创伤后期,由于AQP4表达呈下调趋势,其活性降低,出现混合性脑水肿。     

高原脑水肿大鼠脑组织水通道蛋白-4表达的变化及意义

目的探讨高原脑水肿大鼠脑组织水通道蛋白-4(AQP4)表达的变化及意义。方法 16只雄性Sprague Dawley大鼠随机分为缺氧水肿组和对照组,每组8只,制作大鼠高原缺氧损伤模型。检测2组大鼠脑组织水含量,并采用实时定量聚合酶链反应、免疫组织化学法、Western blot测定大鼠脑组织高原缺氧损伤24 h后AQP4 mRNA和蛋白表达变化。结果与对照组比较,缺氧水肿组大鼠脑组织水含量增加,水肿明显,AQP4 mRNA和蛋白表达量上调,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 AQP4在高原缺氧脑水肿的形成过程中发挥了重要作用,提示对AQP4的干预可减轻高原脑水肿损伤。     

Relationship between AQP4 expression and structural damage to the blood-brain barrier at early stages of traumatic brain injury in rats

Background Although some studies have reported that aquaporin-4 （AQP4） plays an important role in the brain edema after traumatic brain injury （TBI）, little is known about the AQP4 expression in the early stage of TBI, or about the correlation between the structural damage to the blood-brain barrier （BBB） and angioedema. The aim of this project was to investigate the relationship between AQP4 expression and damage to the BBB at early stages of TBI. Methods One hundred and twenty healthy adult Wistar rats were randomly divided into two groups： sham operation group （SO） and TBI group. The TBI group was divided into five sub-groups according to the different time intervals： 1, 3, 6, 12, and 24 hours. The brains of the animals were taken out at different time points after TBI to measure brain water content. The cerebral edema and BBB changes in structure were examined with an optical microscopy （OM） and transmission electron microscopy （TEM）, and the IgG content and AQP4 protein expression in traumatic brain tissue were determined by means of immunohistochemistry and Western blotting. The data were analyzed with SPSS 13.0 statistical software. Results In the SO group, tissue was negative for IgG, and there were no abnormalities in brain water content or AQP4 expression. In the TBI group, brain water content significantly increased at 6 hours and peaked at 24 hours following injury. IgG expression significantly increased from 1 to 6 hours following injury, and remained at a high level at 24 hours. Pathological observation revealed BBB damage at 1 hour following injury. Angioedema appeared at 1 hour, was gradually aggravated, and became obvious at 6 hours. Intracellular edema occurred at 3 hours, with the presence of large glial cell bodies and mitochondrial swelling. These phenomena were aggravated with time and became obvious at 12 hours. In addition, microglial proliferation was visible at 24 hours. AQP4 protein expression were reduced at 1 hour, lowest at 6 hours, and began to increase at 12 hours, showing a V-shaped curve. Conclusions The angioedema characterized by BBB damage was the primary type of early traumatic brain edema. It was followed by mixed cerebral edema that consisted of angioedema and cellular edema and was aggravated with time. AQP4 expression was down-regulated during the angioedema attack, but AQP4 expression was upregulated during intracellular edema.