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前言 中枢神经系统(centralnervoussystem,CNS)损伤包括脑卒中、脑创伤、心脏骤停和窒息造成的脑缺血缺氧,麻醉和手术意外造成的神经损伤,也包括最常见的脊髓损伤。损伤后可出现休克,瘫痪,感觉障碍,大小便失禁,语言障碍等,严重的可以引起死亡,给社会及家庭带来了极大地的经济负担。 近来研究表明,创伤性脑损伤损伤后在损伤部位由于脑膜成纤维细胞的迁移,这些细胞分泌大量的细胞外基质分子(extracellularmatrixmolecules,ECMs),如胶原、纤粘连蛋白等形成纤维瘢痕,这些瘢痕组织被认为是促进了伤口愈合,但对神经突的再生却起到了阻碍作用。在创伤性脑损伤过程中,由于出血等因素可导致血液中的纤维蛋白原的漏出,纤维蛋白原被活化以后可以促进TGF-β(transforminggrowthfactor-β)信号通路的激活。有文献报道TGF-β信号通路被激活后促进星形胶质细胞及成纤维细胞的增殖和迁移。本实验拟通过腹腔注射巴曲酶来降解纤维蛋白原,从而抑制TGF-β信号通路的活化的方法来减少两种瘢痕组织在损伤部位的形成,提高神经纤维再生的可能性。 材料与方法 一、成年小鼠脑损伤模型的制备 用于本实验的8周龄KM小鼠购于中国医科大学实验动物部。按照川野的方法(2005年JNeurosciRes)制备小鼠黑质纹状体通路损伤模型。小鼠经10%水合氯醛(0.03ml/g体重)腹腔注射麻醉后固定在脑立体定位仪(成都泰盟)上。门齿栏设置在耳屏线下3mm。剪毛消毒后在头皮中央切口,清除顶骨骨膜,在前囟点右后方1.5mm处用牙钻开出一长方形缺口,暴露大脑。宽度2.0mm的切刀固定在直线型立体框架内,于右侧颅骨中线外侧0.5mm,前囟点后1.5mm,距离大脑表面深度为6.0mm插入切刀。然后缓慢拔出刀片,止血缝合。 二、分组 分为对照组与实验组。每组30只,各组再分为1d(n=3)、4d(n=9)、7d(n=9)、14d(n=9)。实验组在脑损伤模型制备后的1h、24h、48h按小鼠体重分3次腹腔注入巴曲酶注射液(剂量:30BU/kg,TOBISHI)。对照组损伤模型制备后不做任何药物的注射。 三、取材及切片 小鼠损伤模型制备后在4、7、14天取脑。简述之,小鼠在10%水合氯醛麻醉下,行心脏灌流固定,4%多聚甲醛中后固定过夜,并转移至30%的蔗糖中前处理,待脑组织沉淀后用冷冻切片机制成40μm厚水平断面浮游切片,切片保存在冷冻保护剂的溶液里,-20℃保存备用。 四、免疫组织化学方法 根据SABC方法操作测定COL(IV)、GFAP、FN在损伤部位的表达,梯度酒精脱水、二甲苯透明,中性树胶封片后晾干,室温保存。光镜下观察免疫阳性产物的位置、分布、染色的强弱及阳性细胞的数量,并通过阳性产物的光密度值分析,检测各指标的表达强度。 五、免疫荧光双重颜色方法 通过GFAP与FN的免疫荧光双重染色的方法,在共聚焦镜下观察瘢痕的位置关系以及表达情况。 六、Westernblotting 小鼠损伤模型制备后在1、4、7、14天取脑,以损伤侧小鼠大脑半球的损伤部位为中心,取前后2mm脑组织,剪碎裂解,4℃离心(12000r·min-1,30min),取上清。进行BCA法蛋白定量后,电泳、转膜、封闭后加一抗TGF-βRⅡ(1∶500),二抗为羊抗兔lgG,ECLplus化学发光法显色,image-J图像分析系统分析。内参选用GAPDH抗体。目的蛋白与相应GAPDH蛋白的灰度比值作为该目的蛋白的相对表达量。 七、统计学处理 采用SPSS13.0统计软件进行统计学分析,所有试验均用均数±标准差((x)±s)表示。各组ColⅣ和GFAP的比较采用配对样本t检验来分析,各组TGF-βRⅡ的比较采用单因素方差分析。以p<0.05为差异有统计学意义。 实验结果 一、免疫组织化学及免疫荧光双重染色 在小鼠黑质纹状体损伤模型4天后,对照组在损伤中心区可见ColⅣ密度区,7天后更明显,14天仍然密集沉积于损伤中心;而实验组在4天后,损伤部位有空洞形成,周边有少量ColⅣ沉积,7天后损伤部位几乎愈合,仅有少许ColⅣ沉积,14天后瘢痕几乎消失。同样在损伤后4天,对照组损伤周围有大量GFAP阳性的反应性星形胶质细胞,细胞突起变长,形成类似境界膜样的结构;损伤后7天,星形胶质细胞同样存在于损伤周边,但突起变短,14天后星形胶质细胞基本恢复正常形态。在实验组可以发现在损伤部位周围有同样的反应,但损伤4天后的星形胶质细胞突起较对照组短,未见到境界膜的形成;7天后反应性星形胶质细胞与对照组相比较少;而14天后与对照组阳性反应无差异。在免疫荧光染色中观察到GFAP阳性反应围绕在FN阳性反应周围,实验组中可以看到星形胶质细胞突破界膜进入到损伤中心,而且损伤也逐渐变小。 二、Westernblotting Westernblottiing中,对照组与实验组TGF-βRⅡ蛋白的光密度与内参GAPDH光密度的比值在损伤后1天分别为0.8119±0.0456与0.5638±0.0327;损伤后4天分别为0.9536±0.0512与0.6563±0.0446;损伤后7天分别为0.7154±0.0672与0.5359±0.0444;损伤14天后分别为0.6128±0.0478与0.396±0.028。可以发现与对照组相比实验组组TGF-βRⅡ蛋白表达有所减少。 结论 1.创伤性脑损伤后,在损伤周边易形成以反应性星形胶质细胞增殖为特征的胶质瘢痕以及在损伤中心易形成以成纤维细胞聚集为特征的纤维性瘢痕。 2.通过注射巴曲酶降解纤维蛋白原可以减少创伤性脑损伤后纤维瘢痕与胶质瘢痕的形成。 3.推测血液中的纤维蛋白原可能为两种瘢痕形成的原因。