星形胶质细胞活化在细颗粒物加重SD雄性大鼠缺血性脑卒中发生的作用

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目的:空气污染是严重影响公众健康的社会问题暴露,空气动力学直径小于2.5μm的可吸入颗粒物(PM2.5)与缺血性脑卒中的风险增加有关,但潜在的神经毒性机制仍有待确定。方法:本研究将成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为对照组(CON)、PM2.5暴露组(PM)、缺血性卒中(IS)、缺血性卒中及PM2.5暴露组(IS-PM)四组。采用脑中动脉闭塞法(MCAO)构建大鼠缺血性脑卒中模型,连续7天每日进行神经行为评估。对照组的大鼠每天鼻内滴注20μlPBS,连续滴注7天;PM2.5组大鼠每天鼻内滴注20μl PM2.5悬液(浓度为10 mg/mL),连续7天。采用开放场实验对大鼠的自主运动和探索行为进行了评价。收取大鼠海马、大脑皮层和中脑组织做病理学分析,研究测定胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)阳性星形胶质细胞活化和炎症反应。结果:在整个实验过程中,与对照组相比,IS组的大鼠的总移动总距离和移动速度明显降低,PM组的大鼠在第7天显示出总移动距离和移动速度的降低;与CON和PM组相比,IS-PM组的大鼠的总移动距离和速度显著的降低;与IS组相比,IS-PM组的总移动距离和速度显著降低。与CON组相比,PM组的大鼠的神经元结构无明显差异;IS和IS-PM组的大鼠的海马CA1区神经元排列紊乱,神经元细胞核萎缩,并且在大脑皮层和海马区观察到三角形的致密核,脑皮质区细胞水肿明显。免疫组化的结果显示,与CON组(6.2±0.41)相比,PM组GFAP阳性细胞数量无明显变化(5.55±0.38),IS组大鼠的中脑GFAP阳性细胞数量显著升高(8.6±0.76),而皮质和海马区无明显升高,IS-PM组大鼠的中脑GFAP细胞数量明显增加(13.27±0.9),皮质和海马区的GFAP阳性细胞数量无明显变化。在IS和IS-PM组,星形胶质细胞在中脑表现为细胞体增大、变厚;与CON组相比,PM组的大鼠的海马内iNOS阳性细胞的数量没有明显变化,IS和IS-PM组的iNOS阳性细胞数量显著增加(6.8±1.07和7.20±0.49)。结论:星形胶质细胞的激活和炎症反应可能在缺血性脑卒中起促进作用,而PM2.5暴露可能加剧缺血性脑卒中大鼠的神经行为改变,增强缺血性脑卒中大鼠星形胶质细胞活性,减少其自发运动和探索性运。
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