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【摘 要】目的:探讨脑缺血再灌注大鼠免疫炎症反应。方法:采用线栓法闭塞大鼠大脑中动脉造成局灶性脑缺血再灌注模型;应用苏木精-伊红染色法观察缺血侧脑组织神经元缺血坏死情况,炎症免疫反应改变,炎性细胞粘附、浸润情况。结果:免疫组化结果显示ICAM-l阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层,与梗死灶周围区相一致;P-selectin阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层,与梗死灶周围区相一致。结论:大鼠局灶性脑缺血再灌注后ICAM-1、P-selectin表达明显增加,提示它们共同参与缺血再灌注后炎症反应,引起缺血再灌注性脑损伤。
【关键词】脑缺血再灌注;ICAM-1;P-selectin;炎症反应
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1实验动物:选用健康成年雄性SD大鼠,体重250~300g。
1.1.2主要试剂和药品:2%戊巴比妥钠-生理盐水;4%多聚甲醛-PBS;抗ICAM-1羊抗鼠抗体;免疫组化二抗试剂盒;防脱片剂。
1.1.3主要实验仪器:玻璃匀浆器、凝胶成像分析系统、电子天平、光学显微镜。
1.2 实验方法
1.2.1 动物分组
采用完全随机的原则,将大鼠分为四组,每组10只,分组如下:正常对照组、假手术组、模型1组、模型2组。
1.2.2线栓制备
取4-0单股尼龙丝线40mm,直径0.23mm。
1.2. 3大脑中动脉栓塞(MCAO)模型制作
参照Zea Lnoga等方法稍加改进,行右侧MCAO手术。于缺血2小时后拔出栓线,建立缺血再灌注模型。整个手术过程采用体表加热/制冷将肛温控制在36.5~37. 5℃范围内,同时将环境温度控制在25~30℃左右。
1.2.4神经症状行为学检测
依据Zea longa及Bederson等确定的5级评分方法进行神经功能评分。
1.2.5操作方法
正常组:与其它各组同时期常规饲养。假手术组:大鼠麻醉切开颈部皮肤后,仅分离CCA及ICA至PPA,不插线栓。模型组:将手术后造模成功,即神经功能评分在2~3分归入模型1组和模型2组,缺血2h后,按各组要求分别再灌注6h和24h。
1.2.6取材
各组动物在规定时间的手术观察完成后,于再灌注后各时间点以2%的戊巴比妥钠过度麻醉,迅速断头取脑,每组各取3例在冰盘上自大脑中动脉梗死区中心为起始点前后做约4mm厚的冠状切片,投入20%中性福尔马林固定液中固定,以做病理组织切片HE染色。
1.2.7指标检测与方法:缺血再灌注侧脑组织病理切片观察;ICAM-1、P -selectin的免疫组化染色。
1.2.8數据处理和统计学分析:采用SPSS(10.00版)统计软件包进行统计,所有数据采用平均数±标准差(M±SD)表示。各组组间差异采用单因素方差分析,继以LSD检验,以P<0.05作为具有显著性差异的标准。
2 结果
2.1局灶性脑缺血再灌注模型(MCAO)大鼠行为学改变
①静止时不能充分伸展左前爪,行走时向左侧转圈或倾倒;②动物爬板实验时,总是落向左侧;③提尾实验时,左前肢内收,头弯向左上;④出现霍纳氏征。神经功能评分在2~3分。
2.2脑缺血侧脑组织形态学改变
2.2.1大体标本观察
脑缺血再灌注模型组和治疗组:缺血再灌注6h见脑膜血管高度充血,冠状切面组织有肿胀;缺血再灌注24h见脑组织轻度变软,切面淡黄色灰暗,灰质与白质界限变模糊,脑室变形。正常和假手术组:脑组织无充血水肿及坏死。
2.2.2光镜下观察(病理组织切片HE染色)
(1) 低倍镜下情况:观察到模型组和治疗组大脑皮层缺血坏死区域都集中在颞叶皮质区,即MCA支配供血区。表明造模成功,MCAO手术模型恒定,缺血区域一致,为大脑中动脉供血区。
(2) 高倍镜下情况
正常组与假手术组:皮质区正常,未出现坏死灶,脑组织及血管内未见炎性细胞。局灶性脑缺血再灌注6h模型组:缺血皮质区神经元开始变性坏死,可见胞核固缩为三角形,结构及核仁消失。局灶性脑缺血再灌注24h模型组:缺血皮质区神经元溶解性坏死严重,可见大量空泡形成,血管周围也出现较多炎性细胞并形成围管现象。
2.3脑缺血再灌注大鼠ICAM-1和P-selectin表达情况
免疫组化结果显示ICAM-l阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层,与梗死灶周围区相一致;P-selectin阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层,与梗死灶周围区相一致。
3 讨论
脑缺血损伤与动物模型的选择制备本模型的优点是:缺血部位恒定,且可进行再灌注,模拟了人类永久性及短暂性局灶性脑缺血的不同状态;由于对缺血及再通时间能进行准确控制,因而便于分析神经元对缺血的敏感性和耐受性,便于评价再灌注作用以及治疗时间窗的选择【1】;勿需开颅,术中不会引起血压、体温、血气的异常变化,避免了开颅对颅内环境的影响。局灶性脑缺血再灌注早期(1~24小时)缺血皮质出现神经元变性坏死和炎性细胞聚集、粘附及浸润,脑组织坏死范围和程度随着病程进展,炎症反应的继续而扩大加重【2】。在脑缺血再灌注早期(6小时)脑组织中ICAM-1、P-选择素表达水平即明显增高,且增高趋势在炎症反应期(24h)随病程进展而上升。
参考文献:
[1] 谢红妹,朱玲.细胞间钻附分子-1在局部缺血再灌流脑损伤中作用的研究.上海医学.1999,22(2):109
[2] 狄政莉,万琪,王洪典,等.P-选择素在大鼠全脑缺血再灌注微血管内皮细胞损伤中的作用.卒中与神经系统疾病,2002,19(4):194
【关键词】脑缺血再灌注;ICAM-1;P-selectin;炎症反应
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1实验动物:选用健康成年雄性SD大鼠,体重250~300g。
1.1.2主要试剂和药品:2%戊巴比妥钠-生理盐水;4%多聚甲醛-PBS;抗ICAM-1羊抗鼠抗体;免疫组化二抗试剂盒;防脱片剂。
1.1.3主要实验仪器:玻璃匀浆器、凝胶成像分析系统、电子天平、光学显微镜。
1.2 实验方法
1.2.1 动物分组
采用完全随机的原则,将大鼠分为四组,每组10只,分组如下:正常对照组、假手术组、模型1组、模型2组。
1.2.2线栓制备
取4-0单股尼龙丝线40mm,直径0.23mm。
1.2. 3大脑中动脉栓塞(MCAO)模型制作
参照Zea Lnoga等方法稍加改进,行右侧MCAO手术。于缺血2小时后拔出栓线,建立缺血再灌注模型。整个手术过程采用体表加热/制冷将肛温控制在36.5~37. 5℃范围内,同时将环境温度控制在25~30℃左右。
1.2.4神经症状行为学检测
依据Zea longa及Bederson等确定的5级评分方法进行神经功能评分。
1.2.5操作方法
正常组:与其它各组同时期常规饲养。假手术组:大鼠麻醉切开颈部皮肤后,仅分离CCA及ICA至PPA,不插线栓。模型组:将手术后造模成功,即神经功能评分在2~3分归入模型1组和模型2组,缺血2h后,按各组要求分别再灌注6h和24h。
1.2.6取材
各组动物在规定时间的手术观察完成后,于再灌注后各时间点以2%的戊巴比妥钠过度麻醉,迅速断头取脑,每组各取3例在冰盘上自大脑中动脉梗死区中心为起始点前后做约4mm厚的冠状切片,投入20%中性福尔马林固定液中固定,以做病理组织切片HE染色。
1.2.7指标检测与方法:缺血再灌注侧脑组织病理切片观察;ICAM-1、P -selectin的免疫组化染色。
1.2.8數据处理和统计学分析:采用SPSS(10.00版)统计软件包进行统计,所有数据采用平均数±标准差(M±SD)表示。各组组间差异采用单因素方差分析,继以LSD检验,以P<0.05作为具有显著性差异的标准。
2 结果
2.1局灶性脑缺血再灌注模型(MCAO)大鼠行为学改变
①静止时不能充分伸展左前爪,行走时向左侧转圈或倾倒;②动物爬板实验时,总是落向左侧;③提尾实验时,左前肢内收,头弯向左上;④出现霍纳氏征。神经功能评分在2~3分。
2.2脑缺血侧脑组织形态学改变
2.2.1大体标本观察
脑缺血再灌注模型组和治疗组:缺血再灌注6h见脑膜血管高度充血,冠状切面组织有肿胀;缺血再灌注24h见脑组织轻度变软,切面淡黄色灰暗,灰质与白质界限变模糊,脑室变形。正常和假手术组:脑组织无充血水肿及坏死。
2.2.2光镜下观察(病理组织切片HE染色)
(1) 低倍镜下情况:观察到模型组和治疗组大脑皮层缺血坏死区域都集中在颞叶皮质区,即MCA支配供血区。表明造模成功,MCAO手术模型恒定,缺血区域一致,为大脑中动脉供血区。
(2) 高倍镜下情况
正常组与假手术组:皮质区正常,未出现坏死灶,脑组织及血管内未见炎性细胞。局灶性脑缺血再灌注6h模型组:缺血皮质区神经元开始变性坏死,可见胞核固缩为三角形,结构及核仁消失。局灶性脑缺血再灌注24h模型组:缺血皮质区神经元溶解性坏死严重,可见大量空泡形成,血管周围也出现较多炎性细胞并形成围管现象。
2.3脑缺血再灌注大鼠ICAM-1和P-selectin表达情况
免疫组化结果显示ICAM-l阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层,与梗死灶周围区相一致;P-selectin阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层,与梗死灶周围区相一致。
3 讨论
脑缺血损伤与动物模型的选择制备本模型的优点是:缺血部位恒定,且可进行再灌注,模拟了人类永久性及短暂性局灶性脑缺血的不同状态;由于对缺血及再通时间能进行准确控制,因而便于分析神经元对缺血的敏感性和耐受性,便于评价再灌注作用以及治疗时间窗的选择【1】;勿需开颅,术中不会引起血压、体温、血气的异常变化,避免了开颅对颅内环境的影响。局灶性脑缺血再灌注早期(1~24小时)缺血皮质出现神经元变性坏死和炎性细胞聚集、粘附及浸润,脑组织坏死范围和程度随着病程进展,炎症反应的继续而扩大加重【2】。在脑缺血再灌注早期(6小时)脑组织中ICAM-1、P-选择素表达水平即明显增高,且增高趋势在炎症反应期(24h)随病程进展而上升。
参考文献:
[1] 谢红妹,朱玲.细胞间钻附分子-1在局部缺血再灌流脑损伤中作用的研究.上海医学.1999,22(2):109
[2] 狄政莉,万琪,王洪典,等.P-选择素在大鼠全脑缺血再灌注微血管内皮细胞损伤中的作用.卒中与神经系统疾病,2002,19(4):194