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研究目的:复制大鼠重型颅脑创伤Marmarou模型。探讨大鼠脑创伤(TBI)后神经元型和诱生型一氧化氮合酶(NOS)在大鼠脑内表达情况,由此催化产生的大量一氧化氮(NO)对脑产生的毒性作用及其机理。探讨大鼠TBI后海马CA1区神经细胞坏死和凋亡与NO及NOS的关系,海马损伤对大鼠空间学习和记忆功能所造成的影响。探讨联合应用神经元型一氧化氮合酶(nNOS)抑制剂7-硝基吲唑(7-NI)和诱生型一氧化氮合酶(nNOS)抑制剂氨基胍(AG)对脑的保护作用可能机制。以期为临床治疗提供理论依据和开拓新的治疗前景。方法:本实验用250只体重350g-400g雄性Wistar大鼠随机分成①对照组,②创伤组,③AG治疗组,④7-NI治疗组,⑤AG和7-NI联合治疗组。每组又分别划分为伤后1hr、3 hr、6 hr、12 hr、1d、3d、7d、14d等8个时相组,对照组每个时相点4只大鼠,其余各组每个时相点5-6只大鼠。按照Marmarou方法,用重450g,直径18mm的铜棒从1.5m高度自由落下击中大鼠头部,造成大鼠重型闭合性颅脑创伤。各组分别在规定的时间点处死大鼠,经心前固定,断头取脑置于 4%多聚甲醛的0.1M 磷酸缓冲液中4℃下行后固定24小时,常规脱水、石蜡包埋,对前囟后3.3-4.3mm之间的大脑部分进行冠状面连续切<WP=4>片,厚度约7μm,经二甲苯脱蜡及酒精梯度至水。切片标本分别进行下列染色:①HE染色;②尼氏体染色;③nNOS、iNOS和caspase-3免疫组织化学染色;④原位细胞DNA断裂检测(TUNEL);⑤nNOS、iNOS和caspase-3免疫组化分别与TUNEL双染色。大鼠学习和记忆功能在伤后11天、12天、13天、14天采用Morris水迷宫测试。nNOS、iNOS和caspase-3免疫组化阳性细胞免疫反应性的强弱用真彩色图象分析系统定量分析测定以光密度(OD)值的来表示。实验中所得数据均用(x±s表示,用SPSS10.0统计软件进行单因素方差分析及SNK方法两两比较及相关分析。以单侧P≤0.05为差异在统计学上有显著性意义。结果:大鼠致伤后多数短暂呈去大脑状态及呼吸抑制。多数大鼠蛛网膜下腔可见出血或黄染,顶叶打击区有散在脑挫裂伤改变,脑实质内部分有散在血肿。HE染色可见创伤后大鼠大脑皮质伤后6小时即出现散在变性坏死神经元,伤后1天达高峰,海马区病变较轻,伤后7天及14天有不同程度的缓解。尼氏体染色伤后1天,上述部位神经元胞浆中尼氏体均减少,3天时进一步减少,部分神经元尼氏体消失,7天及14天上述各种神经元中尼氏体有一定程度的恢复但仍较对照组为弱。上述观察结果与Marmarou所描述的模型伤后表现大致相符。创伤组nNOS免疫反应性在伤后1小时开始升高,6小时达高峰, 24小时明显下降7到14天一直持续低水平但仍较对照组略高;AG治疗组免疫反应性在伤后1小时开始升高,6小时达高峰比创伤组增高明显(P<0.05)<WP=5>且高峰期延长到12小时24小时下降;7-NI治疗组及AG和7-NI联合治疗组与创伤组无明显差别。创伤组iNOS免疫反应性在伤后6小时开始升高,3天达高峰,7天下降,14天仍有阳性反应;AG治疗组iNOS免疫反应性在伤后在伤后6小时开始升高,3天达高峰比创伤组稍低,7天下降,14天仍有阳性反应;7-NI治疗组及AG和7-NI联合治疗组3天达高峰比创伤组低(P<0.05)。创伤组caspase-3免疫反应性在伤后3小时开始升高,3天达高峰,7天下降,14天仍有阳性反应。各治疗组caspase-3免疫反应性的时程与创伤组基本一致,但与创伤组相比蛋白免疫反应性均有不同程度的降低。大鼠TBI后海马CA1区神经细胞的死亡以TUNELⅡ型阳性细胞居多。创伤组伤后3小时,海马CA1区即出现少量TUNEL阳性细胞,伤后6及24小时TUNEL阳性细胞数量逐渐增多,于伤后3天达高峰,伤后7天TUNEL阳性细胞数量下降,伤后14天仍高于对照组。各治疗组TUNEL阳性细胞的时程与创伤组基本一致,但阳性细胞数量与创伤组相比均有不同程度的减少。创伤组在12小时之前同一细胞中TUNEL染色与nNOS免疫染色共阳性的细胞较多;伤后6小时TUNEL染色与iNOS免疫染色共阳性的细胞较多;TUNEL染色与caspase-3免疫染色在TBI后共阳性的细胞始终较多。在7-NI治疗组中TUNEL染色与nNOS免疫染色共阳性的细胞较创伤组减少。在AG治疗组中TUNEL染色与iNOS免疫染色共阳性的细胞较创伤组明显减少。<WP=6>在水迷宫测试中创伤组大鼠比对照组大鼠寻找到安全岛的潜伏期明显延长(第14天P<0.01)各治疗组伤后潜伏期有不同程度的缩短。伤后1至12小时各组海马CA1区nNOS免疫反应强弱与TUNEL阳性细胞数多少相关(r=0.913)。伤后6小时各组海马CA1区iNOS免疫反应强弱与TUNEL阳性细胞数多少相关(r=0.966)。各组海马CA1区TUNEL阳性细胞数多少与caspase-3免疫反应强弱相关(r=0.924)。各组海马CA1区TUNEL阳性细胞平均总数多少与大鼠水迷宫实验潜伏期平均总和长短相关(r=0.982)。结论:1、大鼠TBI后海马CA1区神经细胞死亡存在坏死和凋亡两种方式,其中以凋亡居多。2大鼠重型颅脑创伤后nNOS和iNOS的过度表达及活性增加所导致NO的大量产生,对大脑神经组织起了毒害作用,导致大脑海马大量神经元坏死和凋亡。3在NO导致的海马神经元坏死和凋亡过程中caspase-3扮演着重要角色。4大脑海马CA1区大量神经元坏死和凋?