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目的:新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)是围生期窒息、缺氧所致的疾病,是引起新生儿死亡和慢性神经系统损伤的主要原因之一。HIE可诱导多种细胞因子和炎性介质释放。近年来基质金属蛋白酶(MMPs)尤其是金属蛋白酶-2(matrixmetalloproteinases-2,MMP-2)、金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9,MMP-9)被证实与缺氧缺血性脑损伤关系密切[1]。本实验通过建立新生大鼠缺氧缺血性脑损伤(hypoxicischemic brain damage,HIBD)模型,观察HIBD后大鼠行为变化、脑组织病理变化,采用免疫组化法测定MMP-2、MMP-9和金属蛋白酶组织抑制因子-1(metalloproteinasesorganization inhibitory factor-1,TIMP-1)的动态变化,通过缺氧缺血侧脑组织细胞凋亡率测定,从金属蛋白酶对细胞凋亡的影响来探讨新生儿HIE的发病机制。方法:(1)制备新生大鼠HIBD模型。(2)行为能力的检查:分别于术前和术后及缺氧时观察每只大鼠的行为变化。(3)将7日龄Wistar大鼠72只随机分为:假手术组和HIBD组,后者根据动物处死时间分为HIBD6h组、24h组、48h组、5d组和14d组,每组12只。假手术组给予颈部正中切口游离左侧颈总动脉,不进行缺氧缺血,24h后断头取脑组织。HIBD组游离并结扎左侧颈总动脉后放回母鼠旁母乳喂养2h,后置于低氧环境中缺氧2h,各组大鼠于相应时间点断头取脑组织后肉眼观察脑组织大体形态改变,石蜡切片HE染色光镜下观察左侧脑组织病理变化,各组一半大鼠用免疫组织化学方法检测左侧脑组织MMP-2、MMP-9和TIMP-1变化,各组另一半大鼠用流式细胞术检测左侧脑组织细胞凋亡率。结果:(1)HI后大鼠出现不同程度的行为异常。(2)HI后可见脑组织大体有不同程度的异常改变,随着时间的推移,脑组织改变程度逐渐减轻。(3)HE染色:假手术组脑组织结构及细胞层次清晰,神经元排列整齐紧密,仅见个别细胞体积缩小,核深染;HIBD6h组皮层细胞轻度肿胀;HIBD24h组肿胀明显,神经元排列紊乱,细胞间隙增大,可见许多变性的神经元; HIBD48h组出现小片液化坏死;HIBD5d组情况较HIBD48h组好转,皮层水肿减轻,存活的神经元增多,仍有较多变性坏死的神经元;HIBD14d组损伤有所恢复,存活的神经细胞明显增多。(4)免疫组织化学染色:光镜观察发现,MMP-2、MMP-9和TIMP-1阳性染色呈棕黄色的细颗粒,阳性细胞表达于大脑皮层和海马,阳性着色主要位于胞质,MMP-2可能由缺血的内皮细胞和巨噬细胞[2]分泌,而MMP-9和TIMP-1则可能由小胶质细胞分泌[3]。假手术组中MMP-2表达弱或无表达(图7),HIBD6h组轻度增高(图8),HIBD5d组再次达高峰(图5),且峰值高于HIBD6h组,除HIBD24h组,与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。假手术组中MMP-9有一定程度表达(图7),HIBD6h组轻度增高,HIBD24h组达高峰(图9),除HIBD14d组,与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。假手术组中TIMP-1有一定程度表达(图13),HIBD48h组达高峰(图16),除HIBD6h组和HIBD14d组,与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。(5)脑细胞凋亡率:HIBD24h组有轻度升高, HIBD5d组时达高峰, HIBD14d组则较HIBD5d组时下降,除HIBD6h组,与假手术组比较差异具有统计学意义(P<0.05,见表2)。结论:(1)通过对HI后大鼠行为能力观察以及大鼠脑组织病理学观察,证实HIBD模型建立成功。(2)HIBD组MMP-2、MMP-9和TIMP-1的表达有不同程度变化,可能参与了HIBD的发病与修复。