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目的:通过建立新生大鼠缺氧缺血性脑损伤(HIBD)模型,采用从Nogo基因核酸序列中筛选出特定序列的寡核苷酸探针,对正常和HIBD新生大鼠脑组织Nogo-AmRNA的表达和分布特点进行研究;应用免疫组化方法观察Nogo-A蛋白的表达及其分布特点。同时观察HIBD新生大鼠给予Nogo-A特异性抗体IN-1脑室内注射后脑组织Nogo-A及GAP-43蛋白表达的变化,分析Nogo-A、GAP-43与神经细胞修复和再生的关系,从而为中枢神经系统损伤的防治开辟新的途径。
方法:将290只7日龄新生SD大鼠随机分为假手术组和HIBD组,其中HIBD组分为脑室注射组和非脑室注射组,脑室注射组又分为注射IN-1抗体组和注射人工脑脊液组。假手术组、非脑室注射HIBD组又按建模后时间各分为3天、7天、14天、21天、28天五个亚组,每组动物25只。注射IN-1抗体组和注射人工脑脊液组均在建模后28天处死取材,每组动物20只。假手术组仅分离左侧颈总动脉但不结扎不缺氧;非脑室注射组则结扎左侧颈总动脉并缺氧但不予脑室注射任何物质;注射IN-1抗体组即在结扎左侧颈总动脉且缺氧当天即予以脑室内注射IN-1抗体10微升1次,以后隔天1次,总共4次;而注射人工脑脊液组即将IN-1抗体改为注射人工脑脊液,注射途径、剂量、方法与前一组类似。3天、7天、14天、21天、28天各亚组在建模后相应时间点取材,应用MRI观察其脑组织影像学变化,水迷宫观察其行为学变化,3天、7天、14天、21天、28天各亚组在建模后相应时间点取材,处死动物后,肉眼观察其大体结构改变,光镜观察脑组织病理学变化,免疫组化方法检测Nogo-A蛋白及GAP-43蛋白的含量及分布特点,而原位杂交方法检测脑组织Nogo-AmRNA的表达。
结果:免疫组化反应阳性物质呈棕黄色。Nogo-A蛋白免疫反应阳性物质仅存在于神经元胞浆及突起内,而胞核为阴性。海马前下托与胼胝体Nogo-A阳性神经元高度密集,在大脑皮层也呈强阳性表达,主要分布于顶叶皮层的第Ⅲ层,细胞着色较深。其他部位呈散在分布,可见较稀疏的阳性信号。建模后7天表达量仍较少,14天稍增加,21天较14天增加,而28较21天则变化幅度较小。新生大鼠HIBD组Nogo-A蛋白表达强于假手术组。
缺氧缺血性脑损伤后Nogo-AmRNA的表达也呈一个动态演变规律,HIBD组损伤侧海马Nogo-AmRNA表达较未损伤侧明显增强;建模后第3天HIBD组海马Nogo-AmRNA表达较假手术组增强,第7天、14天持续上升,第21天达高峰,28天继续保持在高峰状态。HIBD各亚组新生大鼠脑组织Nogo-AmRNA的表达水平均高于假手术组。
脑室注射IN-1的HIBD新生大鼠脑组织Nogo-A蛋白表达弱于非脑室注射组和注射人工脑脊液组,而GAP-43蛋白的表达强于非脑室注射组和注射人工脑脊液组。
结论:一、新生大鼠缺氧缺血性脑损伤后Nogo-AmRNA及其蛋白表达增强,且表达水平具有一个动态演变规律,在中、后期表达水平较高。
二、Nogo-A在新生大鼠神经组织不同部位的分布密集程度不同,在大脑的皮质和海马、小脑的分子层和颗粒层、脊髓前后角等均有较多分布,这可能与不同神经组织再生能力不同有关。
三、新生鼠脑室注射IN-1抗体可部分中和Nogo-A,从而减轻了Nogo-A对脑组织损伤后再生的抑制作用;GAP-43反映神经元再生情况,即脑室注射IN-1抗体对神经元再生有一定的促进作用。