目的建立自由落体致颅脑损伤SD大鼠模型,探讨创伤后脑损伤TBI抵抗素基因表达的特征及其对创伤后胰岛素敏感性的影响作用。方法清洁级SD(Spruge-Dawley)雄性大鼠216只,体重300～350g。计算机编号随机抽取方法均分为6组：正常对照组,假手术组,轻度损伤组,重度损伤组,外源性磷酸脂多糖(LPS)注射组,RSTN抗体注射组。每组36只。大鼠用10%水合氯醛(0.35g/kg体重)腹腔内注射麻醉后,固定于立体定向仪消毒并切开头皮(沿中线偏左侧)分离骨膜,于紧挨冠状缝后中线旁2mm用牙科电钻开一直径5mm的圆形窗,硬膜保持完整。采用自制改进型Feeney自由落体创伤性脑损伤装置造成大鼠左顶叶局限性脑损伤：用20g砝码于10cm处通过一金属导杆坠落,撞击置于硬膜上的圆锥上致轻型损伤,另用40g砝码于25cm高处坠落致重型损伤。外源性磷酸脂多糖(LPS)注射组(以下简称LPS组)用10%水合氯醛(0.35g/kg体重)腹腔内注射麻醉大鼠后,将其头部固定于立体定向仪上,以前囟为零点值,于前囟后5mm,中线左侧4mm处,用牙科电钻钻开颅骨,切开硬脑膜,用微量注射器自大脑表面进针(垂直)1.8mm,缓慢注射5ul LPS溶液(25ug),留针2min,缓慢拔针,缝合皮肤,松解大鼠,待其然苏醒。RSTN抗体注射组(以下简称RSTN组)取重度损伤组大鼠,按1mg/只剂量腹腔注射。正常对照组(以下简称正组)不做任何处理。假手术组(以下简称假组)仅切开头皮和颅骨开窗,不致脑损伤。对重度损伤组和RSTN组于术后24小时,1周,4周应用Longa评分法进行神经行为学评分。各组均于术后12小时,24小时,72小时,1周,2周,4周尾静脉采血,供ELISA法检测血糖,血清胰岛素,血清抵抗素并以-ln(FPG(血糖)×FZNS(胰岛素))计算定量胰岛素敏感性检测指数(QUICKI),同时处死大鼠,取同侧和对侧海马、下丘脑、皮层组织,供逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测抵抗素mRNA及Western blot法检测抵抗素蛋白的表达。结果(1)血清抵抗素浓度在正常组和假手术组各时间点之间均没有显著差异(各P均>0.05)。以假手术组为基准,轻度损伤组、重度损伤组、LPS组和RSTN组在建模成功后的各个检测时点(12h、24h、72h、1W、2w和4w)均出现血清抵抗素水平的显著升高(各P均<0.05)；各组平均血清抵抗素浓度：重度损伤组>RSTN组>LPS组>轻度损伤组>假手术组(各P均<0.05)。组内血清抵抗素随时间的变化趋势：轻度损伤组与重度损伤组均于12h出现升高,持续升高至4w达到峰值(各P均<0.05)。LPS注射组在12h开始升高,72h达到峰值,到1w时出现下降,持续下降到4w(各P均<0.05);RSTN组12h升高至重度损伤组水平(P>0.05),24h时出现下降,72h时又出现升高,持续升高至4w达到峰值(各P均<0.05)。比较重度损伤组和RSTN组血清抵抗素浓度发现两者差异最大的时点出现在2w：RSTN组均值较重度损伤组下降了53.4%(P<0.05)。(2)Resistin的表达(1mRNA和蛋白)在正常组和假手术组之间没有显著差异(P>0.05)。抵抗素在脑内不同组织(海马、下丘脑、皮层)中呈现表达随时间变化趋势一致的有：以假手术组为基准,轻度损伤组到4W才开始出现表达量显著提高(P<0.05)。重度损伤组在12小时表达量就升高,一直到4w持续升高表达(各P均<0.05)。LPS组在12小时表达量就升高,一直到1w持续升高表达,到2w开始表达量下降并持续下降到4w(各P均<0.05)。RSTN注射组在12小时表达量就升高,一直到4w持续升高表达(各P均<0.05)。抵抗素在脑内不同组织中呈现表达随时间的变化趋势不一致的为：重度损伤组和RSTN组的皮层部位mRNA的表达在4w时均呈现下降的趋势(各P均<0.05)。与基准值相比,各部位能检测到的Resistin有统计学意义的表达升高在损伤同侧组织中均显著高于对侧(各P均<0.05)。在本研究涉及的检测部位海马、下丘脑和皮层中,抵抗素表达量的升高以海马部位最明显,其次依次是皮层和下丘脑(P<0.05)。比较重度损伤组和RSTN组之间各时点抵抗素mRNA的表达量均为重度损伤组>RSTN组,但两者差异最大的时点出现在4w：RSTN组较重度损伤组下降了77.5‰,不过与1w时点的下降74.3%无统计学差异(P>0.05),两者差异最小的时点出现在24h：RSTN组较重度损伤组下降了60.3%,与上述时点间差异有统计学意义(P<0.05)。(3)血糖和血清胰岛素浓度在正常组和假手术组各时间点之间均没有显著差异(各P均>0.05)。以假手术组为基准,轻度损伤组在12h、24h、72h显著升高(各P均<0.05)；重度损伤组在12h、1w、2w、4w显著升高(各P均<0.05);LPS组在12h、24h显著升高(各P均<0.05)；RSTN组在1w、2w、4w显著升高(各P均<0.05)。各组平均血糖和血清胰岛素浓度：重度损伤组>RSTN组>LPS组>轻度损伤组>假手术组(各P均<0.05)。组内血糖和血清胰岛素随时间的变化趋势：轻度损伤组12h开始升高,24h达到峰值,72h出现下降(各P均<0.05),到1w时降至假手术组水平(P>0.05)。重度损伤组12h开：始升高,持续升高至1w达到峰值,2w时下降一直到4w时仍未恢复到假手术组水水平(各P均<0.05)；LPS注射组在12h开始升高,24h达到峰值(各P均<0.05),72h已降至假手术组水平(P>0.05)；RSTN组12h升高至重度损伤组水平(P>0.05),24h时出现下降,72h时又出现升高,到1w时达到峰值,随后有所下降,持续降到4w时仍未恢复到假手术组水平(P均<0.05)。(4)根据血糖和血清胰岛素浓度以公式法计算获得的QUICKI来表示的胰岛素敏感指数：同样,QUICKI在正常组和假手术组各时间点之间均没有显著差异(各P均>0.05)。以假手术组为基准,轻度损伤组在12h、24h、72h显著降低(各P均<0.05)；重度损伤组在12h、24h、72h、1w、2w、4w显著降低(各P均<0.05)；LPS组在12h、24h显著降低(各P均<0.05);RSTTN组在12h、72h、1w、2w、4w显著降低(各P均<0.05)。平均组间QUICKI在数值上比较：重度损伤组<RSTN组<LPS组<轻度损伤组<假手术组(各P均<0.05)。组内QUICKI随时间的变化趋势分析：轻度损伤组12h开始降低,24h达到谷值,72h已有升高但仍低于假手术组(各P均<0.05),到1w时已升高至假手术组水平(P>0.05)。重度损伤组12h开始降低,持续升高至1w达到谷值,2w时已有升高但仍低于假手术组,到4w时仍未恢复到假手术组水平(各P均<0.05)；LPS注射组在12h开始降低,24h达到谷值(各P均<0.05),72h已升至假手术组水平(P>0.05)；RSTN组12h降低至重度损伤组水平(P>0.05),24h时已升高,但低于假手术组水平(P<0.05),72h又降低,到1w时达到谷值,随后有所升高,持续到4w时仍未恢复到假手术组水平(各P均<0.05)。(5)所有组别(除LPS组之外)样本的血清抵抗素指标与根据血糖和血清胰岛素指标计算获得的胰岛素敏感指数指标两者进一步做相关分析,在排除时间点的协变量因素后显示,血清抵抗素与胰岛素敏感指数呈显著负相关(r=-0.764,P=0.000<0.05)。(6)将重度损伤组和RSTN注射组之间进行24h、1w和4w的大鼠神经功能评分,发现：组间比较,重度损伤组与RSTN组在24h,1w和4w的神经功能评分均有统计学意义,重度损伤组高于RSTN组(P<0.05);组内分析,以假手术组的评分0为基准,重度损伤组在致伤后24h评分升高,1w达到峰值,随后4w时出现下降(各P均<0.05)。RSTN组趋势相同(各P均<0.05)。结论(1)创伤性脑损伤发生后,血清抵抗素浓度在伤后12小时即出现升高,且呈现持续升高的趋势直至伤后4周以上,同时升高的程度与损伤的程度有关,损伤越重,升高越明显。抵抗素在mRNA和蛋白层面的表达也呈现类似于血清抵抗素的升高和变化趋势,但存在大脑内不同组织／器官的差异化表达,这种差异化不仅体现在表达量上(海马>皮层>下丘脑,伤侧>对侧),还反映到表达量随时间的变化趋势上(皮层部位抵抗素mRNA的表达在伤后四周时呈现下降的趋势)。甚至反映为抵抗素抗体发挥拮抗抵抗素效应作用的位点和时点上(注射抵抗素抗体后,能够在伤后2周对血清抵抗素浓度产生下降53.4%的拈抗效应,以及在伤后1周和4周对海马组织内抵抗素的表达分别产生下降77.5%和下降74.3%的影响)。(2)创伤性脑损伤发生后,血糖和血清胰岛素呈现完全一致的变化趋势：在伤后12小时即出现显著升高,升高的峰值和持续时程因损伤程度轻重而异,损伤越重,升高的峰值越高,持续升高的时程也越长,然后在1-4周内逐渐下降,恢复或不完全恢复到致伤前水平。胰岛素敏感性指数则呈现相反的变化趋势：即胰岛素敏感性下降(胰岛素抵抗)随着TBI的发生而出现,最早见于伤后12h,根据伤情轻重不同,逐渐于24小时—1周内达到谷值,然后逐渐恢复,在1—4周内恢复或不完全恢复到致伤前水平。(3)经过统计分析,血清抵抗素与胰岛素敏感指数呈显著负相关,即在创伤性脑损伤状态下,血清抵抗素越高,机体的胰岛素敏感性越低,即机体的胰岛素抵抗越强。提示抵抗素可能在创伤性脑损伤大鼠发生胰岛素抵抗的过程中发挥重要的影响作用。推测抵抗素与机体发生应激性胰岛素抵抗关系密切,TBI条件下,抵抗素发生致脑损害的机理有可能是通过影响胰岛素敏感性发挥作用,两者之间可能以影响代谢为共同手段和桥梁来引起脑损害尤其是继发性脑损害。控制抵抗素可能是减轻脑损害的有效途径。(4)通过设立外源性脂多糖局部注射产生的单纯炎性脑损伤作对比分析,发现创伤性脑损伤引起的血清抵抗素水平的变化并不能认为仅仅是炎性反应的结果,推测创伤性脑损伤的致伤机理区别于单纯炎性反应的复杂性,以及单纯用抵抗素作为炎症介质参与炎性反应来解释创伤性脑损伤发生发展的过程存在局限性。(5)通过经腹腔注射抵抗素抗体来干预抵抗素的生理效应后观察糖代谢及胰岛素敏感性指标的变化以及对相应时段的神经功能评分的影响,可以认为血清抵抗索与神经功能之间存在一定关联。控制血清抵抗素水平有可能“接或间接发挥一定程度的神经功能保护效应。血清抵抗素还有望作为侧面反映神经功能的生化指标甚至作为将来临床促进神经功能康复的干预位点。