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目的:应用反复脑缺血再灌注动物模型造成脑缺血后白质损伤,给予甲基维生素B12治疗后,观察组织学改变及MBP表达的变化规律,从细胞与分子水平探讨甲基维生素B12对脑白质损伤的保护作用并评估其治疗效果。方法: Wistar雄性大鼠45只,随机分为假手术组(n=15)、缺血再灌注组(n=15)、缺血再灌注甲基维生素B12治疗组(n=15),每组按缺血再灌注时间1w、2w、4w3个时间点再分为3组(n=5)。 夹闭大鼠双侧颈总动脉15分钟,再灌注60分钟,再夹闭15分钟,再灌注1w、2w、4w,在3个时间点处死动物取脑,分别进行HE染色观察组织学改变,免疫组化染色观察MBP动态表达变化。实验数据以均数±标准差(±s)表示,SAS6.12版本统计软件进行统计学处理,组内比较采用析因分析设计资料的方差分析和配对t检验,组间比较采用析因分析设计资料的方差分析和q检验。结果:光镜下缺血再灌注组1w时海马CA1区锥体细胞呈长尾状,胞浆深染,核固缩、碎裂或溶解,治疗组海马CA1区正常锥体细胞和坏死神经元同时存在,正常锥体细胞占大多数。2w、4w时上述改变更加明显。胼胝体、脑室周围和内囊3个部位,缺血再灌注组与假手术组相比,1w时MBP表达无差别,2w 和4w时MBP表达增多(P<0.05)。缺血再灌注治疗组与缺血再灌注组相比,1w时MBP表达无差别,2w 和4w时MBP表达减少(P<0.05)。缺血再灌注治疗组与假手术组相比,无明显差别。缺血再灌注组脑室周围MBP表达2w时达高峰(P<0.05),4w时回落到1w时水平。内囊区在2w和4w时与1w时比MBP表达均有差别(P<0.05)。缺血再灌注治疗组和假手术组3个部位在各时间点上MBP表达均无差别。讨论:脑缺血后白质损伤在临床中十分常见,这与其选择性缺血易损性有关。脑白质的不可逆损伤可破坏信号传递,从而对中枢神经系统(CNS)的整体功能造成严重影响。脑白质损伤与智能损害相关,是卒中和智能损害的重要危险因素,因此研究<WP=29>脑白质的缺血性损伤对LA具有重要意义。OLG是CNS髓鞘的形成细胞,可以合成髓鞘的组成成分髓磷脂和MBP。OLG对缺血缺氧性损伤的敏感性在个别脑区甚至比神经元更敏感。OLG严重的缺血损伤使髓磷脂相关基因表达受到持久抑制,即使细胞始终存活,髓磷脂合成亦会逐渐减少,但由于其分解和破坏具有较长的半衰期(2.5-8.7天),髓鞘坏死或脱髓鞘变性常发生在缺血后10-14天。髓鞘形成需要OLG具有在一个给定时间内合成髓鞘膜的能力。只有在OLG完全分化为髓鞘形成细胞之后,MBP的mRNA才开始转录后修饰。MBP转录后的修饰包括NH2-末端的乙酰化、磷酸化和甲基化,其中,MBP的甲基化对髓鞘致密性最为重要。近年来对甲基化反应的研究表明,MBP第107位精氨酸的甲基化对髓鞘结构的稳定性和致密性尤其重要,髓鞘的甲基化障碍将导致髓鞘形成障碍和髓鞘脱失、轴索变性。本实验采用大鼠双侧颈总动脉夹闭法制备反复缺血再灌注模型。光镜下见大鼠缺血再灌注组1w时海马CA1区锥体细胞呈长尾状,胞浆深染,核固缩、碎裂或溶解,2w、4w时上述改变更加明显,提示神经元坏死,说明双侧颈总动脉夹闭形成的再灌注损伤可以导致脑缺血的改变。本实验选取胼胝体、脑室周围和内囊3个脑内主要的白质纤维集中区域作为研究对象,通过这3个部位髓鞘中MBP表达的变化可以观察白质损伤程度。实验结果发现,3个部位缺血再灌注后2w、4w时与假手术组相比MBP表达均显著增加(P<0.01),说明脑缺血后白质区髓鞘膜结构破坏,因此该模型可以造成脑白质的缺血性损伤。MBP表达增高在2w时开始出现,这与国外学者报道的结论一致。胼胝体和内囊区MBP表达增高至少持续至4w,说明白质损伤持续时间较长。临床上维生素B12 缺乏可引起脊髓和大脑白质的联合变性疾病,维生素B12缺乏导致的神经病理改变以脱髓鞘为特征,说明维生素B12参与了髓鞘形<WP=30>成过程。新生Wistar大鼠缺乏维生素B12培养OLG,结果发现MBP甲基化障碍。研究表明,在中枢神经系统内起作用的维生素B12主要是甲基维生素B12,甲基维生素B12是CNS内很多甲基化反应的唯一甲基提供者S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成所必须的辅助因子,而MBP第107位精氨酸的甲基化对髓鞘结构的稳定性和致密性特别重要。因此,甲基维生素B12可能通过为MBP甲基化反应提供甲基参与了致密髓鞘形成从而使髓鞘结构稳定。本实验大鼠给予甲基维生素B12治疗后,胼胝体、脑室周围和内囊区MBP的表达与单纯缺血再灌注组相比均下降(P<0.05),说明甲基维生素B12用来治疗脑缺血后白质损伤在动物实验中是可行的,EAE大鼠实验研究也显示,甲基维生素B12可以促进中枢神经系统髓鞘损伤的恢复。而缺血再灌注治疗组与假手术组相比,MBP表达无显著差别,说明甲基维生素B12治疗后髓鞘损伤至少恢复到手术应激时的水平,证明其治疗有效P<0.05)。推测甲基维生素B12通过甲基化反应参与髓鞘形成,阻止髓鞘脱失,从而达到白质保护的作用。给予甲基维生素B12治疗后,胼胝体、脑室周围和内囊区MBP表达在3个时间点上均呈现先升后降的趋势,说明甲基维生素B12的治疗时间最少不能短于2w,这为临床治疗脑缺血后白质损伤的时间窗提供了理论依据。结论:双侧颈总动脉夹闭法制备脑缺血再灌注模型可以造成胼胝体、脑室周