脑损伤后水通道蛋白4表达与血脑屏障通透性的关系

目的研究脑损伤后，水通道蛋白4（AQP4）的表达变化与血脑屏障（BBB）通透性之间的关系。方法健康成年Wistar大鼠，随机分成创伤性（TBI）组和假手术（SO）组。自由落体硬膜外撞击方法致重度脑创伤模型。于伤后4h、8h、12h、1d、3d、5d、7d取出大鼠脑组织，进行以下实验：①测创伤脑组织中伊文思蓝（EB）外渗的量，以EB外渗的量反应BBB通透性的变化；②免疫组化（IHC）和原位杂交（ISH）检测AQP4的表达变化。结果脑损伤后，BBB通透性增加，其增加有两个高峰，分别在TBI后12h和3d，后者尤为更明显。IHC和ISH显示，脑损伤后AQP4在脑组织中的表达逐渐上调，1d达高峰，持续至3d后下降，7d接近SO组水平。AQP4的表达变化与脑组织伊文思蓝（EB）含量的变化呈正相关（r=0．894，P〈0．05）。结论脑损伤后BBB通透性的增加与脑水肿的形成密切相关。TBI后BBB通透性增加，可能与AQP4表达上调有关，两者的变化影响TBI后脑水肿的发生、发展。     

尼莫同对颅脑损伤后AQP4表达和血脑屏障通透性的影响

目的尼莫同对研究颅脑损伤后AQP4表达和血脑屏障（BBB）通透性的影响。方法健康成年Wistar大鼠50只，随机分成尼莫同组和生理盐水对照组。自由落体硬膜外撞击方法致重度脑创伤模型。在伤后6h、12h、24h、48h和72h每组各处死5只动物。取大鼠受损脑组织用于以下实验：①HE染色进行形态学观察；②免疫组化检测AQP4的表达变化；③测伤区脑组织中伊文氏蓝（EB）外渗的量，以反映伤侧BBB通透性的变化。结果颅脑损伤后，在尼莫同组和对照组损伤的脑组织均出现脑损伤的病理改变、AQP4表达上调、BBB通透性增加等改变，其变化趋势一致。颅脑损伤后6h、12h、24h、48h和72h，尼莫同组损伤脑组织EB外渗量明显多于对照组（P〈0．05）。结论尼莫同可以增加颅脑损伤后BBB通透性，加重脑损伤，但不影响受损脑组织AQP4的表达。     

缺氧预处理对创伤性脑损伤大鼠 Claudin5 表达及血脑屏障通透性的影响

目的探讨缺氧预处理对创伤性脑损伤大鼠脑组织紧密连接蛋白Claudin-5的表达及血-脑屏障通透性的影响。方法204只大鼠随机分为创伤性脑损伤组（T组）96例,缺氧预处理后脑损伤组（H组）96例及对照组12例。T组行自由落体撞击法建立大鼠创伤性脑损伤模型,H组给予3d缺氧预处理后,同法致脑损伤,两组大鼠于伤后1h、4h、8h、12h、24h、3d、7d、14d断头处死。采用干湿重法测脑组织含水量：Real—timePCR和Westernblot检测各组大鼠挫伤区周围脑组织Claudin-5mRNA及蛋白表达变化;IgG法检测血一脑屏障通透性变化。结果T组和H组伤后1hClaudin-5mRNA及蛋白表达开始降低,8～12h降至最低点,1d开始上升,直至伤后14d渐趋于对照组水平;其中H组各时间点Claudin-5mRNA及蛋白表达均高于T组。T组各时间点血一脑屏障通透性及脑组织含水量均明显高于H组（P〈0．05）,且两组均高于对照组（P〈0．05）。结论缺氧预处理可在创伤性脑损伤早期上调紧密连接蛋白Claudin-5的表达,维持血-脑屏障完整性,减轻脑水肿。     

高温对重型颅脑损伤后乳酸、Na^＋－K^＋－ATP酶和脑水肿的影响

目的探讨大鼠重型颅脑损伤后高温对伤灶区脑组织乳酸、Na^＋－K^＋－ATP酶和脑水肿的影响。方法90只SD大鼠随机分为假手术组、颅脑损伤组、伤后高温组，每组又按处死时间点（伤后4h、1d、3d、5d和7d）分为五个亚组，每亚组6只。取伤灶区脑组织测含水量、乳酸含量和Na^＋－K^＋－ATP酶活性并行电镜检查。结果高温组脑组织含水量和乳酸含量在伤后各时间点均显著高于颅脑损伤组和假手术组（P〈0.05），而Na^＋－K^＋－ATP酶含量显著低于颅脑损伤组和假手术组（P〈0.05），电镜检查发现高温组神经细胞肿胀、血脑屏障破坏程度较颅脑损伤组明显加重。结论颅脑损伤后高温增加脑组织乳酸生成，同时Na^＋－K^＋－ATP酶活性下降，脑水肿加重，故在颅脑损伤后应保持体温在正常范围内，避免体温升高。     

大鼠实验性脑出血后血肿周围水通道蛋白-4动态变化的研究

目的研究大鼠脑出血后血肿周围水通道蛋白4(AQP4)的动态变化及其与脑水肿、脑损伤程度的关系。方法采用SD大鼠自体动脉血注入尾状核建立脑出血模型,应用免疫组织化学法、干湿重法、Alexis法分别检测大鼠脑出血后不同时间点血肿周围AQP4、脑组织含水量及神经功能缺损程度的动态变化。结果①血肿周围AQP4在脑出血后12h表达开始增强,1～3d达到高峰,7d后略高于正常,14d基本恢复正常。②脑组织含水量在出血后6h增加,1～3d达到峰值,7d明显减轻,14d基本恢复正常。③神经功能缺损从出血后6h开始,最重的时间点是12h～3d,7d明显减轻,14d基本恢复正常。④脑出血后血肿周围AQP4的表达与脑组织含水量之间存在关联(x2mh=16.49,P<0.05)。⑤脑出血后血肿周围AQP4的表达与神经功能缺损程度之间存在关联(x2mh=15.07,P<0.05)。结论①AQP4的表达与脑水肿、脑损伤的发生发展密切相关,是引起出血性脑水肿脑损伤的重要因素之一。②早期积极控制脑出血后AQP4的过度表达将是减轻和预防脑出血后脑水肿脑损伤的有效途径。     

人脑挫裂伤早期周围组织AQP4表达及血脑屏障超微结构观察

目的观察人脑挫裂伤后AQP4和血脑屏障超微结构在脑水肿形成中不同时间点的变化特征,探讨脑水肿的形成机制。方法取脑挫裂伤区组织标本60例(观察组),10例非功能区正常脑组织标本(对照组)。采用免疫组化和图像分析技术测定正常组及观察组伤后2～72 h相应时间点水肿区AQP4的表达水平,同时观察脑水肿含水量,血脑屏障指数,血脑屏障超微结构的变化。结果与正常组相比较,脑挫裂伤组在伤后2 h后AQP4表达开始增加(P<0.05),6 h、8 h、12 h明显增加(P<0.01),24～72 h达到最高(P<0.01)。AQP4表达与脑含水量的变化趋于一致(r=0.912,P<0.01);血脑屏障(BBB)指数与脑含水量的变化趋于一致(r=0.877,P<0.01);水通道蛋白4表达与BBB指数呈显著正相关(r=0.908,P<0.01)。伤后早期血脑屏障结构即发生改变,随后血脑屏障结构被明显破坏,24 h、72 h血脑屏障破坏最为严重。结论脑挫裂伤后AQP4表达明显增强,BBB的通透性增加,提示AQP4在损伤后脑水肿的形成过程中起重要作用。     

黄体酮对局灶性脑缺血再灌注大鼠水通道蛋白-4表达及血脑屏障通透性的影响

目的研究黄体酮对大鼠局灶性脑缺血再灌注后脑组织内水通道蛋白-4(AQP4)的表达及血脑屏障通透性的影响。方法健康雄性SD大鼠96只,随机分为4大组:假手术组、手术组、溶剂治疗组和黄体酮治疗组,建立大脑中动脉栓塞再灌注(MCAO/R)模型,分别在缺血2h再灌注6h、1d、3d、5d 4个时间点将大鼠麻醉后断头取脑,采用Western blot法、伊文氏蓝(EB)渗出量及干湿重法分别测定脑组织AQP4的表达、血脑屏障的通透性及脑含水量。结果手术组AQP4的表达、EB的含量及脑组织含水量明显高于假手术组;黄体酮组AQP4的表达、EB的含量及脑组织含水量较手术组及溶剂组明显降低,差异有统计学意义。结论黄体酮可以降低缺血再灌注大鼠脑组织AQP4的表达,从而降低血脑屏障的通透性,减轻脑水肿。     

水通道蛋白4在大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿的表达研究

目的探讨大鼠蛛网膜下腔出血后脑水肿组织中水通道蛋白4（aquaproin4，AQP4）的表达变化。方法采用自体血注入枕大池法建立蛛网膜下腔出血动物模型，原位杂交和免疫组化法的方法分别检测蛛网膜下腔出血后AQP4mRNA和蛋白质表达变化，并用干湿重法测定脑含水量变化。结果蛛网膜下腔出血后8h，脑含水量和AQP4mRNA及蛋白表达开始上升，2d达到高峰，1周后降低到正常水平；AQP4 mRNA及蛋白的表达和脑含水量呈显著正相关（r=0．9236～0．9509，P〈0．01）。结论AQP4与蛛网膜下腔出血性脑水肿的形成密切相关。     

急性局灶性脑挫裂伤后大鼠血脑屏障改变的实验研究

目的:研究急性局灶性脑挫裂伤后大鼠血脑屏障的改变及对脑水肿的影响。方法:采用Feeney's自由落体撞击法建立急性局灶性脑挫裂伤模型。每组6只测量伤侧脑组织伊文思蓝(Evans Blue,EB)含量、脑组织含水量。每组3只电镜观察微血管内皮细胞超微结构改变。结果:急性局灶性脑挫裂伤后24h脑组织含水量为(79.79±0.83)%,与正常对照组(78.68±0.63)%相比有明显差异(P<0.01),脑损伤后6h脑组织中EB含量为(362.12±28.16)ug/g,与正常对照组(11.89±2.28)ug/g相比有明显差异(P<0.01);脑损伤后30min,微血管内皮细胞有轻度受损迹象,伤后3h毛细血管腔内有微绒毛形成,伤后6h微绒毛增多,伤后24~72h毛细血管腔明显狭窄。结论:脑含水量的变化与脑组织中EB含量变化不同步,BBB的开放先于脑水肿的形成。BBB的开放与微血管的机械性损伤、内皮细胞吞饮小泡增加、内皮细胞紧密连接中断有关,也与早期缺血、缺氧关系密切。     

血红蛋白致脑组织水肿机制研究

目的探讨血红蛋白(hemoglbin,HB)在脑组织水肿中的作用及其机制。方法采用HB 50μL直接注射到wistar大鼠脑尾状核为模型,对大鼠造模后各时间点的神经功能进行评分、脑组织含水量和水通道蛋白4(Aquaporin4)mRNA及蛋白的表达进行观察,并分析其间的联系。结果与对照组相比较注射HB 3 h神经功能评分、脑含水量及AQP4 mRNA和蛋白的含量即开始增高(P<0.05),评分以造模后12 h到24 h,后三项指标则均在术后第24 h达高峰。AQP4干预组注射HB后上述各项指标虽明显高于对照组(P<0.05),但均不如模型组增高明显(P>0.05)。结论大鼠脑尾状核直接注射HB可成功诱发脑水肿,AQP4mRNA和蛋白表达与注射HB后脑水含量的程度呈平行关系,提示AQP4直接参与了HB致脑水肿的病理生理过程。给予氯丙烯干预可抑制AQP4的表达、减轻HB引起的脑水肿,进一步说明AQP4的表达与功能是HB致脑水肿形成的重要病理生理机制之一。     

人工脑脊液冲洗治疗对实验性大鼠脑外伤后低氧诱导因子表达的影响

目的探讨人工脑脊液局灶冲洗治疗对实验性大鼠创伤性脑损伤后脑水肿及低氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达的影响。方法采用自由落体打击装置制备大鼠创伤性脑损伤模型,分正常对照组、外伤对照组、生理盐水冲洗治疗组及人工脑脊液冲洗治疗组。于伤后30min开始分别以37℃的生理盐水和人工脑脊液进行局灶冲洗治疗维持3h。伤后4h、1、3、5、7d处死留取脑组织标本,采用干湿重法测伤灶脑组织含水量,RT-PCR方法检测HIF-1αmRNA的表达。结果与外伤对照组相比,生理盐水和人工脑脊液治疗组伤灶脑组织水含量明显降低(P<0.05);脑外伤后4h伤灶脑组织中HIF-1αmRNA表达即明显上升,1d达到高峰,持续至3d,5d开始下降,7d降至正常水平;局灶冲洗治疗后,伤后4h、1d、3d和5d各组脑组织HIF-1αmRNA表达均低于外伤对照组相应各时间点(P<0.05);其中以局灶人工脑脊液冲洗治疗效果最佳。结论局灶人工脑脊液冲洗治疗能明显减轻大鼠伤灶脑水肿,有良好的治疗作用;调节HIF-1α的表达是其脑保护作用的机制之一。     

AQP4-siRNA alleviates traumatic brain edema by altering post-traumatic AQP4 polarity reversal in TBI rats

The spatial and temporal distribution of aquaporin-4 (AQP4) expression in rat brain following brain trauma and AQP4-siRNA treatment, as well as corresponding pathological changes, were studied to explore the mechanism underlying the effect of AQP4-siRNA treatment on traumatic brain injury (TBI). The rats in the sham operation group had normal structure, with AQP4 located in the perivascular end-foot membranes and astrocytic membranes in a polarized pattern. The accelerated polarity reversal was observed in the TBI group in 1–12 h after TBI. During this period, AQP4 abundance on the astrocytic membrane is gradually increased, while AQP4 abundance on the perivascular end-foot membrane declined rapidly. Twelve hours after TBI, AQP4 expression was depolarized, showing a shift from the perivascular end-foot membrane to the astrocytic membrane. Pathological observation showed that vasogenic edema occurred immediately after TBI, at which time the extracellular space was expanded, leading to severe intracellular edema. AQP4-siRNA reduced the polarity reversal index at the early stage of TBI recovery and reduced edema, demonstrating the potential benefit of reduced AQP4 expression during recovery from TBI.     

促红细胞生成素抑制大鼠创伤性脑水肿形成

目的探讨促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)对大鼠创伤性脑水肿的影响及其的潜在分子机制。方法取SD大鼠90只,随机分为假手术组,创伤组和EPO组。创伤组:制作改进式Feeney's脑创伤模型;EPO组:伤后给大鼠腹腔注射重组人促红细胞生成素(5000 IU/kg)。伤后24 h,72 h和120 h,使用平衡木法评定各组大鼠行为学评分。伤后72 h时,检测各组大鼠脑含水量,脑组织胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)的磷酸化水平、水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)mRNA和蛋白表达水平。结果在伤后各时间点,EPO组大鼠神经功能障碍的行为学评分也较创伤组有明显降低(均P<0.05)。伤后脑组织含水量由假手术组的78.76%±0.65%上升至创伤组的81.26%±0.40%(P<0.01),EPO组脑含水量则降低至79.71%±0.59%(与创伤组比较P<0.01)。与假手术组比较,创伤组ERK磷酸化的水平在伤后72 h明显上升(P<0.01),EPO组伤后ERK磷酸化水平则明显低于创伤组(0.369±0.046 vs.0.815±0.127,P<0.01);AQP4 mRNA和蛋白在伤后的表达水平均较假手术组明显增高(均P<0.01),EPO组AQP4 mRNA和蛋白的表达水平较创伤组均显著下降(均P<0.01)。结论EPO可抑制大鼠脑创伤后ERK信号通路的过度激活及下游AQP4的过表达,减轻大鼠的创伤性脑水肿。     

盐酸纳美芬对大鼠颅脑损伤后脑水肿的影响

目的探讨盐酸纳美芬对大鼠颅脑损伤后脑水肿的影响。方法将54只Wistar大鼠按随机数字表法随机分为假手术组、颅脑损伤组及纳美芬治疗组。采用自由落体法建立大鼠颅脑损伤模型,分别于伤后6 h、1 d、3 d、7 d,采用干湿重法检测脑组织含水量,应用免疫组织化学法检测损伤脑组织中水通道蛋白4（AQP4）的表达。结果与假手术组比较,颅脑损伤组和纳美芬治疗组的脑组织含水量及AQP4水平明显升高（P〈0.05）;与颅脑损伤组相比,纳美芬治疗组脑组织含水量及AQP4表达水平明显降低（P〈0.05）。通过相关性分析发现,大鼠颅脑损伤后脑组织AQP4表达水平与脑含水量呈明显正相关性（r=0.676,P〈0.01）。结论盐酸纳美芬可能通过抑制AQP4表达,减轻脑水肿,发挥神经保护作用。     

RNA干扰AQP4对创伤性脑水肿血脑屏障的保护作用

目的探讨RNA干扰（RNAi）水通道蛋白4（AQP4）对创伤性脑水肿血脑屏障（BBB）的保护作用。方法雄性成年Wistar大鼠,随机分为假手术组、对照质粒组、单纯创伤组和创伤后RNAi组。参照Marmarou法制作创伤性脑损伤（TBI）模型。采用侧脑室注射途径给药,应用免疫组织化学观测AQP4、微血管内皮细胞紧密连接闭合小环蛋白（ZO-1）,原位杂交法观测AQP4mRNA,光电镜观察脑组织超微结构。结果RNAi质粒可有效减少AQP4在受损脑组织的表达;RNAi组在各检测时间点脑组织含水量和BBB透性均小于TBI组和对照质粒组（P〈0．05）;TBI后RNAi组ZO-1表达水平各时间点明显高于单纯创伤组和对照粒组（P〈0．05）。结论TBI后损伤区AQP4的表达变化趋势和脑水肿的发展变化趋势相一致（r=0．982,P〈0．01）;应用RNA干扰途径减少AQP4表达,可有效保护TBI后脑水肿BBB结构的破坏。     

甘露醇与尼莫地平联合应用对大鼠创伤性脑水肿以及水通道蛋白-4表达的影响

目的观察甘露醇与尼莫地平联合应用对大鼠挫裂伤脑组织水通道蛋白-4（AQP-4）表达的影响。方法成年Wistar大鼠54只,随机分为挫裂伤组、甘露醇治疗组、甘露醇与尼莫地平联合治疗组。采用文献报告的方法制作大鼠左顶叶皮层局限性脑挫裂伤模型。各组分别于脑挫裂伤后24、48、72h取挫伤区脑组织,检测其含水量以及AQP-4的表达。结果随着伤后时间的增加;各组脑组织含水量增加,AQP-4mRNA和AQP-4蛋白的表达均逐渐增高（P〈0．0．5）;与挫裂伤组相比较,甘露醇治疗组伤后各时间点脑组织含水量、AQP-4mRNA和AQP-4蛋白的表达均明显增加（P〈0．05）;甘露醇与尼莫地平联合治疗组伤后各时间点与前两组相比,脑组织含水量及AQP-4mRNA和AQP-4蛋白的表达均明显降低（P〈0．05）。结论脑挫裂伤后,AQP-4mRNA和AQP-4蛋白的表达增加;脯组织含水增加,甘露醇联合应用尼莫地平后,能够下调AQP-4mRNA和AQP-4蛋白的表达,有效缓解创伤性脑水肿。     

水通道蛋白4在颅脑损伤组织的表达及临床意义

目的检测颅脑损伤脑水肿组织中AQP4的表达,探讨水通道在颅脑损伤性脑水肿中的表达规律,阐述脑水肿的发生、发展机制。方法对8例颅脑损伤的脑水肿组织和8例对照组织进行逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)和免疫印迹(Western-Blot),检测颅脑损伤水肿组织中AQP4 mRNA的表达和AQP4蛋白的表达情况。结果RT-PCR经半定量分析和Western-Blot结果显示:颅脑损伤组AQP4表达比正常组明显升高,两组之间有统计学意义。结论颅脑损伤组织中,损伤周围的脑水肿组织AQP4 mRNA和蛋白质的表达与颅脑损伤组织中脑水肿的严重程度呈高度正相关,证明了AQP4参与了颅脑损伤组织中脑水肿的发生和发展过程,在脑水肿的形成过程中起重要作用。     

Glycerol accumulation in edema formation following diffuse traumatic brain injury

Traumatic brain injury (TBI) induces brain edema via water and glycerol transport channels, called aquaporins (AQPs). The passage of glycerol across brain cellular compartments has been shown during edema. Using a modified impact/head acceleration rodent model of diffuse TBI, we assessed the role of hypoxia inducible factor (HIF)-1alpha in regulating AQP9 expression and glycerol accumulation during the edema formation. Adult (400-425 g) male Sprague-Dawley rats received a closed head injury with a weight drop (450 g, 2-m height) and were allowed to survive up to 48 hours. Some rat groups were administered 2-methoxyestradiol (2ME2, a HIF-1alpha inhibitor) 30 minutes after injury and were euthanized at 4 and 24 hours after injury. Brain edema was measured directly by water content, and glycerol concentration was determined by the Cayman Glycerol Assay. HIF-1alpha and AQP9 protein levels were assessed by Western immunoblotting. This study demonstrated a significant (P<0·05) increase in brain water content at 4-48 hours following impact. Cerebral glycerol was significantly (P<0.05) up-regulated at as early as 1 hour and remained at high levels for up to 48 hours. Similarly, significant (P<0.05) increases in HIF-1alpha and AQP9 protein levels were found at 1 hour and up to 48 hours after injury. Compared to untreated but injured rats, inhibition of HIF-1alpha by 2ME2 significantly (P<0.05) reduced the TBI-induced AQP9 up-regulation. This reduction was temporally associated with significant (P<0.05) decreases in both edema and glycerol accumulation. The data suggested an associated induction of HIF-1alpha, AQP9, and extracellular glycerol accumulation in edema formation following diffuse TBI. The implication of HIF-1alpha and AQP9 underlying TBI-induced edema formation offers possibilities for novel TBI therapies.