水通道蛋白4在创伤性脑水肿中的表达及其对血脑屏障通透性的影响

目的探讨水通道蛋白4（AQP-4）在大鼠创伤性脑水肿中的表达及其对血脑屏障（BBB）通透性的影响。方法按照改进的Feeney自由落体撞击法建立大鼠创伤性脑损伤（TBI）模型,用磁共振成像（MRI）对大鼠脑水肿进行检测,干／湿比重法和伊文思蓝（EB）测定法观察大鼠TBI后不同时相脑组织含水量和BBB通透性的变化,并采用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）法检测AQP-4 mRNA的表达,蛋白质免疫印迹（Western blot）法检测AQP-4蛋白的表达。结果TBI后MRI表现为T1WI的低信号或等信号、T2WI高信号。TBI后4h伤区脑组织含水量及EB含量开始增多,AQP-4 mRNA、AQP-4蛋白表达开始增高并逐渐上升,24h达到高峰,随后逐渐下降,伤后72h仍维持在较高水平（P〈0．05）。AQP-4 mRNA、AQP-4蛋白表达与脑组织的含水量及EB含量呈正相关。结论创伤性脑损伤后早期AQP-4 mRNA、AQP4蛋白表达的变化与血脑屏障通透性的改变及脑水肿的形成和发展密切相关。可能通过上调水通道蛋白AQP-4的表达,增加血脑屏障的通透性,参与脑水肿的形成。     

AQP水通道蛋白和脑水肿

头颅创伤、脑卒中及各种原因所致呼吸循环骤停均可引起脑水肿而危及生命。目前治疗主要局限于渗透性利尿或外科减压 ,尚少针对脑水肿形成机制方面的治疗。新近有研究显示 ,AQP水通道蛋白是大脑水转运的一个重要途径 ,它可能参与多种神经系统疾病中脑水肿的形成。现对大脑AQP水通道蛋白的表达与脑水肿形成的联系进行综述。1　AQP水通道蛋白家族生理学家很早就发现水分子通过多种细胞膜 (红细胞、肾小管 )的速度不能单用简单扩散来解释。过去几年中人们发现了水转运蛋白 -AQPs家族 ,它属于庞大的主体内在结构蛋白 (majorintrinsicprotein…     

水通道蛋白与围术期脑水肿

水通道蛋白(AQPs)是新近发现的膜蛋白,已发现13种AQPs亚型,分布于脑组织的AQPs共有6种,以AQP-4、AQP-5和AQP-9为主.AQPs以四聚体形式存在于细胞膜上,三维结构类似"沙漏"状,可以调节水分子的通透性.脑内微环境改变导致AQPs表达上调,细胞膜结构发生改变,增加细胞膜对水的通透性,并使血脑屏障通透性增加,促进脑水肿的形成.     

亚低温对心搏骤停大鼠大脑皮质水通道蛋白4基因表达的影响

人工亚低温治疗已成为脑复苏的重要治疗措施之一~([1-4]),但其促进神经功能恢复或脑保护的机制尚未完全阐明.多项研究表明,水通道蛋白4(AQP-4)与脑水肿的形成关系密切,提示AQP-4蛋白表达水平下调可能是减轻脑水肿的机制之一~([4-5]).本研究中通过观察亚低温对复苏后大鼠脑皮质组织AQP-4 mRNA表达及皮质含水量变化的影响,旨在阐明AQP-4与脑水肿间的关系.     

水通道蛋白-4与脑水肿相关性研究进展

头颅创伤、脑卒中、脑肿瘤、颅内感染以及各种原因所致呼吸、心跳骤停均可伴有脑水肿的发生，严重者可危及患者生命。水通道蛋白-4（AQP4）作为主要在脑组织中表达的水通道蛋白，起着调节脑内水转运的重要功能，参与脑水肿的病理生理过程，提示调节水通道蛋白-4表达水平可能为减轻各类中枢神经系统损伤后脑水肿提供新的治疗途径。     

局灶性脑缺血大鼠水通道蛋白 4的变化

背景细胞水肿与水的转运有关,水的转运与水通道蛋白( aquaporin、 AQP)密切相关,研究脑水肿与水通道蛋白关系,会为进一步阐述脑水肿的发病机制奠定基础. 目的探讨缺血性脑水肿后 AQP-4的变化,研究脑水肿的发病机制. 设计完全随机对照实验研究. 地点和对象实验地点为吉林大学第一医院.选用 Wistar雄性大鼠 42只,体质量 250～ 300 g,鼠龄 3～ 4月,按缺血时间随机分为 6 h, 1, 3, 5, 7, 14 d及假手术组,每组 6只. 干预参考 Longa等方法建立大鼠大脑缺血模型,苏木精-伊红染色观察组织病理学改变,应用免疫组化染色检测脑组织中 AQP-4的变化. 主要观察指标缺血组及假手术组脑组织病理表现及 AQP-4染色阳性细胞数. 结果在缺血 6 h组主要表现为神经元固缩,有轻度水肿.缺血 1 d组和 3 d组,神经元出现胞核崩解,胞浆淡染,同时出现明显的水肿,有的神经元只剩下淡红色的印记. AQP-4在缺血组织表达增强,缺血 6 h即增强 [(18.03± 1.51)个 /视野 ], 1 d时为 [(23.05± 2.01)个 /视野 ],3 d达高峰 [(38.14± 2.12) 个 /视野 ], 5 d时为 [(21.75± 1.80) 个 /视野 ],与假手术组比较,差异有显著性意义( t=14.88～ 29.32,P< 0.01) ,7 d恢复正常 [(9.03± 1.25) 个 /视野 ]. 结论 AQP-4是影响缺血性脑水肿的重要因素.     

水通道蛋白与脑水肿

水能道蛋白(AQPs)是一组具有高度选择性的水通道特异蛋白家族,其中分布于脑部的主要为AQP4,AQP4是胶质细胞与细胞间液、脑脊液以及血管之间的水调节和运输的重要结构基础,参与了各种原因如创伤、中风、脑肿瘤等所致的脑水肿的形成以及癫痫的发生,对AQP4在脑水肿中的形成机制的作用研究有望为临床脑水肿的治疗开辟新的途径。     

地塞米松对大鼠脑水通道蛋白4表达的影响

脑出血在临床上有极高的病死率，主要死因为大脑水肿后引起颅内压增高导致脑疝，因此，及时治疗脑水肿对降低脑出血病死率有重要意义。目前许多研究表明，水通道蛋白4（AQP-4）与脑水肿的发生发展密切相关，脑出血后周围水肿区的AQP-4蛋白表达增加，3d达到高峰后逐渐下降。而临床上用糖皮质激素（GC）治疗脑水肿一直存在争议。     

水通道蛋白1在胆囊黏膜中的表达及临床意义

胆囊炎是肝胆外科常见疾病,其主要病因为胆囊结石形成。胆囊炎主要病理表现为胆囊壁水肿,胆囊内胆汁淤积或结石形成[1]。水通道蛋白-1（AQP-1）主要参与黏膜内外水分的转运,有报道[2]称其表达同炎症、肿瘤的发生发展存在相关性。本研究探讨AQP-1与胆囊结石的相关性,现报告如下。     

AQP4与脑水肿

水通道蛋白(AQPs)广泛分布于机体不同组织器官中,脑组织中的水通道蛋白主要为AQP4。AQP4蛋白主要在星型胶质细胞和室管膜细胞内表达,尤其在于毛细血管和软脑膜直接接触的胶质细胞上及血管周表达丰富,AQP4的分布特点与其功能密切相关,可能是脑脊液重吸收、渗透压调节、脑水肿形成等生理、病理过程的分子生物学基础。研究AQP4可为脑水肿及水代谢疾病提供分子水平的理论依据,同时为临床治疗脑水肿及水代谢疾病提供一种新途径。     

急性酒精中毒后颅脑创伤性大鼠水通道蛋白4表达的变化

目的 探讨急性酒精中毒埘大鼠颅脑创伤后脑组织含水最和水通道蛋白4(Aquaporin-4,AQP-4)表达的影响,并分析其分子生物学机制.方法 192只雄性SD大鼠随机(随机数字法)分为假手术组(A组),单纯急性酒精中毒组(B组),单纯颅脑创伤组(C组)和急性酒精中毒合并颅脑创伤组(D组).根据建立模型到动物处死的时间,每组又分6h,24h,72h,168h四个亚组.各亚组随机取其中6只在麻醉下经心脏灌注4%多聚甲醛固定脑组织,免疫组化法观测AQP-4的表达.其余6只在各时间点快速断头取水肿带脑组织,干湿法测脑组织含水量,RT-PCR法测AQP-4 mRNA的表达,westernblot法测AQP-4蛋白的含量.实验结果用One-way ANOVA进行统计分析.结果 与A组比较,B组脑组织的含水量和AQP-4的表达无明显变化,C组和D组的脑组织含水量和AQP-4的表达明显增加,并且D组脑组织含水量的增加大于C组,而AQP-4表达的增加却小于C组.结论 急性酒精中毒因抑制了 AQP-4表达的增加而使颅脑创伤后的脑水肿更加严重.     

利多卡因对大鼠脑损伤后脑组织水通道蛋白4表达的影响

背景:近年关于利多卡因脑保护作用的研究较多,但对创伤性脑水肿的治疗效果研究较少。水通道蛋白4在脑组织含量最高,并已证实水通道蛋白4参与了各种原因如脑创伤、脑梗死、脑肿瘤等所致的脑水肿形成。目的:观察利多卡因对实验大鼠脑损伤后水通道蛋白4的影响,分析利多卡因对脑水肿的治疗作用。设计:随机对照动物实验。单位:青岛大学医学院附属医院麻醉科。材料:实验于2004-01/07在青岛大学医学院附属医院脑病研究所完成。实验动物为3月龄健康雄性Wistar大鼠65只,随机数字表法分为3组,正常组5只,模型组和治疗组各30只,再分为脑损伤后1,4,6,12,24,48h6个时间点组,每个时间点各5只。方法:采用Feeney法建立右顶叶脑损伤动物模型,正常组仅做相应部位的手术致伤。大鼠于手术后2～8h均恢复饮食。治疗组大鼠分别于致伤后1,4,6,12,24,48h腹腔内注射利多卡因,每个时间点5只大鼠首次用量为30mg/kg,后维持用量15mg/kg,首次给药后每6h给药一次,共维持3d;模型组腹腔内注射30mg/kg生理盐水;正常组不给予特殊处理。脑损伤后5d采用干湿重法计算脑含水量。免疫组织化学法检测各组大鼠脑组织水通道蛋白4的表达(吸光度值)、光学显微镜下观察脑组织细胞形态学改变。主要观察指标:①各组大鼠的脑含水量。②各组大鼠脑组织水通道蛋白4的表达。③各组大鼠脑组织的病理学结果。结果:实验过程中无动物意外死亡或其他因素导致脱失,65只大鼠全部进入结果分析。①与模型组比较,大鼠脑损伤后6h之内给予利多卡因能显著降低脑组织含水量[脑损伤后1h:(81.09±0.29)%,(83.04±0.25)%,P<0.05];[脑损伤后4h:(81.34±0.35)%,(83.31±0.48)%,P<0.05];[脑损伤后6h:(82.01±0.21)%,(83.25±0.37)%,P<0.05]。与模型组比较,治疗组脑损伤后1,4,6h水通道蛋白4的表达显著降低[脑损伤后1h:(0.19±0.02),(0.24±0.03),P<0.05];[脑损伤后4h:(0.21±0.05),(0.25±0.05),P<0.05];[脑损伤后6h:(0.21±0.03),(0.24±0.02),P<0.05]。与模型组比较,脑损伤后12,24,48h给药,水通道蛋白4的表达和脑组织含水量差异无显著性意义(P>0.05)。②水通道蛋白4阳性细胞镜下呈空泡状,主要位于创伤周边的水肿区、创伤侧的皮质和血管周围及白质的星形胶质细胞、脉络丛、室管膜等处。③在创伤中心区细胞多表现出坏死,在损伤周围区,细胞多表现为凋亡,创伤后6h之内给予利多卡因治疗组坏死及凋亡细胞数较模型组明显减少。而创伤后12,24,48h给予利多卡因治疗组坏死及凋亡细胞数较模型组减少不明显。结论:大剂量利多卡因有减少大鼠脑损伤后水通道蛋白4的表达及减轻脑水肿的作用,但应在脑损伤后尽早用药。     

脑出血患者血肿周围组织水通道蛋白-4表达与脑水肿及病理超微结构变化的关系

目的 观察脑出血患者血肿周围组织水通道蛋白-4(AQP-4)mRNA表达,探讨其与脑水肿、病理及超微结构变化的关系.方法 对30例脑出血患者采取非功能区小窗漏斗式人颅,从入颅路径过程中必须切除的脑组织里靠近血肿旁1 cm脑组织作为观察组.把远离血肿的脑组织作为对照组(发病12 h以内,7例),按发病到手术时间将观察组分为＜6 h、6～12 h、12～24 h、24～72 h、＞72 h组.采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测血肿周围脑组织AQP-4 mRNA表达;光镜和电镜下观察脑水肿、血肿组织病理及超微结构的动态变化.结果 对照组脑组织未见明显AQP-4 mRNA表达,形态和结构基本正常.观察组＜6 h脑组织AQP-4 mRNA表达微弱(1.17±0.41),仅胶质细胞轻微水肿;6 h后AQP-4 mRNA表达逐渐明显,除胶质细胞水肿外,毛细血管内皮细胞和神经细胞开始水肿,紧密连接逐渐开放,12～72 h组AQP-4 mRNA表达至高峰(3.50±0.55,3.60±60.55,P均＜0.01),光镜下观察脑细胞水肿损伤最明显,电镜下观察神经细胞、胶质细胞和毛细血管内皮细胞变性明显;72 h后AQP-4 mRNA表达和损伤逐渐好转;5 d时损伤开始恢复,8 d时基本好转.相关分析显示,AQP-4 mRNA表达与脑水肿程度、血肿大小呈显著正相关(r==0.67,P＜0.01,r2=0.44,P＜0.05).结论 脑出血后血肿周围组织继发性水肿和损伤可能与AQP-4 mRNA的表达有关,及早清除血肿也许有助于降低AQP-4 mRNA的表达和减轻脑水肿损伤.     

新生儿HIE脑水肿的发生机制及其DWI、DTI特征与AQP-4的相关性

脑水肿是新生儿缺氧缺血性脑病的早期病理生理学改变,DWI、DTI可以准确监测脑水肿的影像信号变化过程。近来研究表明AQP-4与脑水肿关系密切,并与新生儿HIE脑水肿的DWI、DTI表现相关联。现对AQP-4与新生儿HIE脑水肿的发生机制及其DWI、DTI特征的相关性进行综述。     

Bench to Bedside: Brain Edema and Cerebral Resuscitation: The Present and Future

Sudden cardiac arrest (CA) claims approximately 1,200 lives daily in the United States. Cardiopulmonary resuscitation attempts have so far achieved suboptimal results, and even when restoration of spontaneous circulation (ROSC) is achieved, about 30% of survivors suffer permanent brain damage. This illustrates the need for an improved basic scientific understanding of the pathophysiology of global cerebral injury caused by whole-body ischemia/reperfusion (I/R) injury following CA. Brain edema has been recently documented in experimental CA followed by one hour of ROSC. Brain edema has also been documented in CA and stroke patients by computed tomography or magnetic resonance imaging scanning, and has been shown to predict a poor neurologic outcome. The mechanisms underlying brain edema formation elicited by CA are unclear. New scientific findings of the roles of blood-brain barrier (BBB) permeability, matrix metalloproteinases (MMPs) of a family of proteases, aquaporin 4 (AQP4) of a family of membrane water-channel proteins, and the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors in the mechanisms underlying CA-elicited brain edema were reviewed. By defining the roles of BBB permeability, MMPs, AQP4, and NMDA receptors in CA-induced brain edema formation, effective new therapeutic strategies to extend cellular and tissue survival, and preserve neurologic function following CA may be feasible.     

补阳还五汤对实验性脊髓损伤大鼠水通道蛋白-4表达的影响

目的:观察补阳还五汤对大鼠脊髓损伤后AQP-4表达和后肢恢复功能的影响.方法:100只SD大鼠分为损伤组和中药组,均手术致脊髓不完全性损伤.中药组术后即给予补阳还五汤口服液灌胃;损伤组给予等量蒸馏水灌胃.术后1、3、7、14及21 d分别对大鼠进行BBB评分和斜板实验检查后肢功能,然后处死,应用免疫组织化学技术检测脊髓组织AQP-4的表达.结果:脊髓损伤后第1天,2组受损伤脊髓灰质、白质中可见到AQP-4的表达明显增加;第3天时达到高峰,损伤组更明显(P<0.05);第7、14及21天,中药组AQP-4表达的减少几乎与神经功能的改善平行,与损伤组比较差异有非常显著性(P<0.01).结论:补阳还五汤可能通过抑制脊髓损伤后AQP-4表达,消除脊髓水肿,减轻脊髓继发性损伤,从而使残存脊髓组织保存并促进脊髓功能恢复.     

3-[2-[4-(3-chloro-2-methylphenyl)-1-piperazinyl]ethyl]-5,6-dimethoxy-1-(4-imidazolylmethyl)-1H-indazole dihydrochloride 3.5 hydrate (DY-9760e), a novel calmodulin antagonist,reduces brain edema through the inhibition of enhanced blood-brain barrier permeability after transient focal ischemia

An alteration of the blood-brain barrier (BBB) permeability contributes to the development of brain edema after stroke. In this study, we evaluated the effects of 3-[2-[4-(3-chloro-2-methylphenyl)-1-piperazinyl]ethyl]-5,6-dimethoxy-1-(4-imidazolylmethyl)-1H-indazole dihydrochloride 3.5 hydrate (DY-9760e), a novel calmodulin antagonist, on brain edema formation and BBB integrity in rats subjected to transient focal ischemia. DY-9760e (1 mg/kg/h) was intravenously infused for 6 h, starting immediately after reperfusion of a 1-h middle cerebral artery occlusion. Treatment with DY-9760e significantly suppressed the increase in water content and the extravasation of Evans blue dye after transient focal ischemia. Analysis of a magnetic resonance imaging method revealed that DY-9760e significantly prevented the development of brain edema in the cortical region of the ipsilateral hemisphere. Trifluoperazine, a calmodulin antagonist that is structurally different from DY-9760e, also attenuated brain edema elicited by transient focal ischemia. Furthermore, DY-9760e and trifluoperazine reduced tumor necrosis factor-alpha-induced hyperpermeability of inulin through a cultured brain microvascular endothelial cell monolayer, suggesting an involvement of calmodulin in the regulation of brain microvascular barrier function. The present results demonstrate that DY-9760e ameliorates brain edema formation and suggest that this effect may be mediated in part by the inhibition of enhanced BBB permeability after ischemic insults. Thus, DY-9760e is expected to be a therapeutic drug for treatment of acute stroke patients.