血红蛋白致脑组织水肿机制研究

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目的:脑出血(intracerebral hemorrhage ,ICH)是威胁中老年人健康的主要疾病之一。在其引起死亡和致残的诸多因素中,血肿周围组织水肿导致颅内压增高是其主要因素之一。在参与脑出血后脑水肿的诸多因素中,血肿主要成分之一红细胞降解产物血红蛋白(hemoglbin,HB)在脑出血后脑水肿形成中的作用近年来受到了广泛的关注,但其机制不完全清楚。我们以HB直接注射到大鼠脑组织为模型,观察HB对脑组织含水量、脑组织病理变化及AQP4 mRNA及蛋白表达的影响,探讨HB在脑组织水肿中的作用及其机制,为临床脑水肿防治探索新线索。方法:对健康wistar的雄性大鼠,体重约为200-300克,随机分为对照组(n=10),实验组(n=150)。对实验组的大鼠尾状核注射HB 50ul建立实验模型,确认后又随即机分为模型组、AQP4干预组和HO-1干预组,每组均为50只。AQP4干预组予以氯丙烯(200mg/kg)灌胃,HO-1干预组予以ZnPP(45umol/kg)腹腔注射,均为每天一次。按不同的时间点(3h、12h、1d、3d、5d)对大鼠进行神经功能评分,检测脑含水量,在普通光镜下观察脑组织的病理改变,用RT-PCR法和Western blot分别检测AQP-4 mRNA和AQP4蛋白表达,并分析其间的联系。结果:(1)对照组术后各时间点大鼠神经功能评分与手术前无显著差异。模型组术后各时间点评分均显著高于对照组,以造模后12h到24h最明显。(2)模型组与对照组相比较,在各时间点的脑含水量均明显升高,其中以第1d增高程度最明显。AQP4干预组和HO-1干预组各时间点脑组织含水量明显高于对照组,但不如模型组增高明显;AQP4干预组和HO-1干预组各时间点脑组织含水量与模型组比较均有显著性差异,AQP4干预组与HO-1干预组各时间点脑组织含水量比较差异不明显。(3)普通光镜观察发现对照组脑组织结构无明显异常;模型组注射侧各时间点均见脑细胞水肿,正常脑组织细胞结构被破坏,组织结构紊乱,以造模后第24h组织结构破坏最明显,细胞高度水肿。AQP4干预组和HO-1干预组各时间点脑组织结构的破坏和细胞水肿的程度均较模型组轻。(4)与对照组相比较,模型组各时间点的AQP4 mRNA的含量均显著升高,以造模后第24h最明显;AQP4干预组和HO-1干预组在各时间点的AQP4 mRNA的含量均显著高于对照组,但明显低于模型组AQP4 mRNA的含量。(5)AQP4蛋白表达与AQP4 mRNA表达呈现相同变化趋势,与对照组相比较,模型组各时间点的AQP4蛋白的含量均显著升高,以造模后第24h最明显;AQP4干预组和HO-1干预组在各时间点的AQP4蛋白的含量均显著高于对照组,但明显低于模型组AQP4蛋白的含量。结论:(1)大鼠脑尾状核直接注射HB可成功诱发脑水肿。(2)给予氯丙烯干预可抑制AQP4的表达和减轻HB引起的脑水肿。(3)给予HB分解酶HO-1抑制剂ZnPP干预可抑制AQP4的表达和减轻HB引起的脑水肿。这些研究发现提示AQP4直接参与了HB致脑水肿的病理生理过程,ZnPP和氯丙烯可通过调节AQP4的表达与功能抑制HB引起的脑水肿。
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