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前言 脑梗死严重威胁着人类健康,探讨脑梗死的病理生理学机制,寻求有效的治疗手段成为研究的热点。随着认识的不断深入,人们提出了脑梗死边缘地带(半暗带)的概念和缺血再灌注损伤级联反应学说。脑缺血再灌注损伤机制包括相互承启、交互作用的四个机制:兴奋性毒性作用、梗死周围去极化、炎症、细胞凋亡。半暗带是无灌注的中心区和正常组织间的移行区,它不是静止的,随时间和治疗其大小发生改变。半暗带是级联反应起作用的地方。在以上研究中,脑源性神经营养因子(BDNF)的作用引起人们的重视。作为一种具有多种生物学功能的细胞因子,BDNF广泛参与脑梗死的病理生理过程。许多研究表明BDNF对限制脑缺血后分解代谢产物所产生的损伤级联反应有重要作用。国外一些学者研究了大鼠MCAO后BDNFmRNA的表达规律,但实验结果不尽相同。本实验采用大鼠大脑中动脉栓塞模型研究脑局灶缺血再灌注后BDNF的表达规律并探讨其意义。 材料与方法 健康雄性Wistar大鼠30只,体重280-320g,随机分成10组。正常对照组、假手术组各3只,缺血再灌注组24只,即缺血90分钟,再灌注15min、30min、60min、2h、4h、6h、12h、24h各3只。缺血再灌注组,按照改良的栓线法建立大脑中动脉缺血再灌注动物模型;假手术组,除不栓线外其余操作同缺血再灌注组;正常对照组不施行手术。上述30只动物分别在所需时间点给予10%水合氯醛1.5ml腹腔麻醉,左心室插管,肝素化盐水冲洗后,以4%多聚甲醛磷酸缓冲液(PH7.4)250ml左心室灌注,断头、取脑,自额极至枕叶分为A在人D在五等份。取C脑片,置4℃4%多聚甲醛缓冲液固定 24 /J’时,常规脱水、浸蜡、包埋,并制成 7 pm厚冠状切片。采用过氧化酶标记的链霉卵白素染色法uP法人用免疫组化方法检测BDNF在脑组织中的表达情况,同时相应时间点的片子还做了HE染色及尼氏染色。 结 果 参考onsa及ne大rson的方法,于大鼠苏醒后zh进行5分制评分。评分标准对分,无神经功能缺损症状;1分,不能完全伸展对侧前爪;2分,向对侧划圈;3分,向对侧倾倒;4分,不能自发行走,意识清晰度下降;5分,死亡。为保证缺血再灌注损伤程度的一致性,取评分1上分者人选,其余舍弃。脑组织形态学观察:正常对照组和假手术组大脑半球外观正常8E染色镜下见双侧半球组织结构正常。缺血再灌注组:大体见额、领顶部颜色苍白J胀、脑表静脉充血,镜下见尾状核、大脑皮质呈不同程度的缺血改变,核深染固缩,胞体皱缩、胶质细胞增生、血管扩张,少量白细胞渗出,缺血中心区组织疏松,形似海绵状。尼氏染色见尼氏体溶解,虎斑消失。免疫组化染色结果显示:正常对照及假手术组仅在大脑皮层神经元有微弱的BDNF免疫阳性表达;缺血再灌注组在梗死中心区和梗死灶边缘带有显著增强的阳性表达,尤其在梗死灶边缘带增加更明显。梗死灶对侧的脑组织中仅有少量表达。所有脑组织血管中几乎都无表达。BDNF阳性细胞表达,于再灌注15min开始增多,再灌注lh明显增多,Zh达到高峰,4h开始下降,24h恢复至对照水平。 讨 论 本实验免疫组化染色显示:正常对照组及假手术组脑组织的大脑皮层仅有微弱BDNF阳性表达,缺血再灌注组在梗死中心区 ·2· 及梗死边缘带免疫阳性细胞显著增多,梗死边缘带增加尤为显著。 梗死灶对侧脑组织中则表达更少。提示正常脑组织中BDNF表达 很少,单纯手术操作对其表达无显著影响;但在遭受如缺血缺氧等 刺激时表达明显增加,表明BDNF参与了脑组织缺血缺氧损伤后 的病理生理过程。梗死边缘带高水平的BDNF表达可能是神经元 在低氧及代谢产物的刺激下诱导分泌增多之故。但在梗死中心 区,损伤过于严重,细胞不能发生有效反应,故梗死中心区 BDNF 低水平表达。本实验还发现梗死边缘带免疫阳性细胞主要是神经 元。瓶神经元是脑梗死后BDNF的主要来源。 脑缺血缺氧产生燃性氨基酸(主要是谷氨酸入激活NMDA 受体依赖性的Ca入通道,Ca卜大量内流另!起细胞内 Ca入超载,进 而损伤线粒体,促进自由基生成。上述反应被认为是脑缺血/再灌 注损伤的主要过程,最终导致神经元及其他细胞的坏死和凋亡。 BDNF表达后,在梗死区特别是梗死边缘带以自分泌和旁分泌方 式发挥生物学作用。BDNF能够对抗高浓度氨基酸的神经毒性。 BDNF能够下调NMDA受体功能,以此抵抗兴奋性氨基酸的毒性。 BDNF可通过诱导钙结合蛋白的表达而稳定细胞内 Cah浓度,从 而保护神经元抵抗损伤。BDNF’能使体外培养的神经元内超氧化 物歧化酶、谷眈甘肽过氧化物酶含量明显增加,可以使自由基积累 减少,减轻自由基对神经元的损伤。而且BDNF抑制脑缺血后诱 导型一氧化氮合酶的表达,并抑制胶质细胞的活性和巨噬细胞的 浸润,即能减少自由基的生成,还具有抗炎症作用。BDNF能通过 阻止Caspase-3的活