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背景和目的:近年卒中单元和急诊绿色通道的建立,为更多缺血性脑卒中(Ischemic stroke,IS)患者提供了静脉溶栓和血管内治疗时机,虽然脑缺血区得到再灌注恢复了血流供应,但还引起了缺血再灌注(Ischemia/Reperfusion,I/R)损伤。I/R损伤和溶栓药物诱发加重血脑屏障(Blood-brain barrier,BBB)破坏,继发脑水肿、脑出血。目前认为,BBB的保护是IS的重要治疗靶点。近年国内外研究显示,脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是保护神经血管单位的重要因素,对BBB具有保护作用,但具体机制尚不明确。正五聚蛋白3(Pentraxin 3,PTX3)在急性缺血性脑卒中早期通过保护脑内皮细胞维持血脑屏障的完整性,减轻脑水肿。在人胃癌细胞和猪卵母细胞中发现BDNF作用于原肌球蛋白相关激酶B型(Tropomyosin-related kinase B,TrkB)受体促进靶细胞中PTX3生成。本研究拟通过BDNF干预脑I/R大鼠,观察其对BBB及脑水肿的影响,探讨其是否通过结合TrkB受体上调脑中PTX3的表达,从而减轻I/R诱导的BBB损伤。方法:(1)随机将动物分为假手术组(Sham组)、模型组(I/R组)、溶剂组(DMSO组)、药物组(BDNF组)、阻断剂组(BDNF+K252a组)。(2)采用线栓法大脑中动脉阻断(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,缺血90min后再灌注,制备大鼠I/R模型。Sham组线栓插入颈内动脉5mm,其余手术过程同模型组。(3)脑缺血后即刻侧脑室注射相应药物干预。Sham组和I/R组不给予其他干预;DMSO组:1%DMSO(K252a的助溶剂)5μl;BDNF组:BDNF 2μg/5μl;BDNF+K252a组(K252a是TrkB受体阻断剂):先K252a 2μg/2.5μl,间隔15min后BDNF 2μg/2.5μl。(4)再灌注24h、72h,分别进行神经功能评分并记录存活大鼠数量。(5)再灌注72h检测脑组织中伊文思蓝(Evans Blue,EB)含量和脑含水量。(6)再灌注72h免疫组织化学染色检测PTX3、p-TrkB表达,免疫印记法(Western Blot,WB)分别测脑缺血半暗带中PTX3、p-TrkB含量。结果:(1)神经功能评分和存活率:再灌注24h,与Sham组相比,I/R组大鼠神经功能缺失症状明显加重、存活率明显下降(P<0.05);与I/R组相比,DMSO组神经功能评分和存活率无差异(P>0.05),BDNF组神经功能缺失症状明显改善、存活率明显提高(P<0.05),BDNF+K252a组存活率明显下降(P<0.05)。(2)脑组织中EB含量和脑含水量:与Sham组相比,I/R组大鼠缺血侧脑组织中EB含量和脑含水量显著增多(P<0.05);与I/R组相比,DMSO组EB含量和脑含水量未见差异(P>0.05),BDNF组EB含量和脑含水量明显减少(P<0.05),而BDNF+K252a组EB含量和脑含水量增加(P<0.05)。(3)免疫组化结果:在Sham组,未见PTX3表达;p-TrkB广泛表达于整个大脑,以大脑皮层和海马为主。与Sham组相比,I/R组和DMSO组,脑缺血半暗带中p-TrkB、PTX3表达增多(P<0.05),PTX3主要表达在脑缺血半暗带的神经元、胶质细胞,偶见表达于血管内皮细胞;相比I/R组,BDNF组脑缺血半暗带p-TrkB、PTX3表达明显增多(P<0.05),表达在血管内皮细胞的PTX3增多,而BDNF+K252a组脑缺血半暗带p-TrkB、PTX3表达明显减少(P<0.05),仍有少量表达。(4)WB结果:与Sham组相比,I/R组和DMSO组大鼠脑缺血半暗带中P-TrkB、PTX3含量增加(P<0.05),二者之间无差异(P>0.05);与I/R组相比,BDNF组脑缺血半暗带中P-TrkB、PTX3含量明显增加(P<0.05),BDNF+K252a组P-TrkB、PTX3含量显著降低(P<0.05)。结论:(1)BDNF可改善脑缺血再灌注大鼠神经功能缺失、提高其存活率。(2)BDNF可减轻脑缺血再灌注诱发的BBB损伤和脑水肿。(3)BDNF可能是通过结合TrkB受体促进脑缺血半暗带中PTX3生成,从而维持BBB完整性。