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自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)是研究遗传性高血压病以及高血压导致认知功能损伤的常用动物模型。目前关于SHR脑白质改变的研究较少。脑白质改变见于多种中枢神经系统(central nervous system, CNS)疾病。临床上诸如神经轴索减少、髓鞘脱失、胶质细胞增生等病理改变出现在多数高血压患者的脑白质中。故本研究采用组织化学染色方法,检测髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein, MBP)、神经中丝(neurofilament, NF)和胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)在SHR脑白质中的表达。缺血缺氧(hypoxia and ischemia, H-I)似乎在脑白质疏松症(leukoaraiosis, LA)的发生过程中起重要作用。在H-I导致CNS病变的研究中,炎症反应和血脑屏障破坏被重点关注。某些炎症相关因子和受体,参与了CNS损伤的病理过程；血脑屏障的破坏也在许多CNS疾病的发病过程中起重要左右。因此在这个关于SHR脑白质的研究中,我们还检测了被广泛研究的Toll样受体4(toll-like receptor4, TLR-4),单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein1, MCP-1)以及血管细胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1),并检测脑白质中TIMP-1、MMP-9以及MMP-2的mRNA表达水平,探讨炎症反应以及MMPs/TIMPs在SHR脑白质中的作用,进一步分析LA可能的发病机制。也通过对这些指标的研究,探讨其在评估LA严重程度以及在临床诊断和相关药物开发上的意义。实验动物为雄性SHR,雄性Wistar-Kyoto大鼠(WKY),14周龄,于标准动物饲养条件下饲养直至40周龄。雄性SHR18只为实验组,同龄7只雄性WKY大鼠为对照组。取动物脑组织,应用苏木素-伊红(hematoxylin-eosin staining, HE)染色及免疫组织化学染色,观察其病理改变及MBP、NF和GFAP的含量改变。同时取大鼠脑白质组织,用荧光实时定量聚合酶链反应(real time polymerase chain reaction, PCR)技术,检测与炎症反应相关的TLR-4, MCP-1和VCAM-1,以及与血脑屏障破坏相关的MMP-9、MMP-2和TIMP-1的mRNA表达水平。选用独立样本t检验方法进行统计学分析。40周龄SHR脑白质出现明显损伤。HE染色中可见,相对于WKY的脑白质,SHR的脑白质区(主要为脑室周围)白质疏松,室管膜周围间隙增大,弥漫性空泡形成,稀疏如海绵状；细胞的数量增加,并且神经纤维的排列紊乱。GFAP、NF、MBP的免疫组织化学染色结果显示,相对于WKY脑白质,GFAP在SHR脑白质中含量增加,而其它两种指标的含量降低,这表明在SHR脑白质组织中神经纤维髓鞘脱失明显,神经纤维数量减少,星形胶质细胞增生。SHR脑白质区TLR-4、MCP-1、VCAM-1的mRNA表达水平分别相当于WKY的3.35、3.82和3.46倍,反映其在SHR脑白质中的表达水平显著升高,且差异有统计学意义(P<0.05)。将18只SHR按脑白质疏松程度分为轻度组(n=12)与重度组(n=6)。将两组的TLR-4、MCP-1、VCAM-1的2-ΔΔCt值进行比较,脑白质疏松程度重组TLR-4、MCP-1、VCAM-1表达水平相对更高,差异有统计学意义(P<0.05)。SHR脑白质区TIMP-1、MMP-9、MMP-2的mRNA表达水平升高。其中TIMP-1与MMP-2的mRNA升高显著(P<0.05),而MMP-9的mRNA表达两组无显著性差异(P>0.05)。脑白质疏松程度重组TIMP-1、MMP-2表达水平相对更高,但只有MMP-2的比较结果有统计学意义。炎症反应也参与CNS慢性疾病发病过程。固有免疫参与SHR脑白质损伤的发生。SHR脑白质区TLR-4, MCP-1, VCAM-1的mRNA表达水平升高且与脑白质损伤的严重程度相关。长期的高血压状态使SHR脑组织中小血管动脉硬化,脑组织慢性弥漫性缺血缺氧。血供相对较差的脑白质最先受到影响而发生改变。40周龄SHR脑白质损伤明显,可作为脑白质疏松症的实验动物模型；MMPs导致的血脑屏障破坏参与了自发性高血压大鼠脑白质改变的病理生理过程,血脑屏障损伤可能是脑白质疏松症的发病机制之一。然而我们的实验结果还反映出同一年龄段SHR的脑白质改变严重程度并不一致,这对一些希望用到这种模型但是对模型均质性要求较高的实验不利。我们研究发现一些炎症相关因子的表达情况与SHR脑白质损伤的严重程度相关。因而选择相关的炎症指标(如MCP-1,sVCAM-1)并以此划分等级,检测其含量是更可行的评估SHR脑白质损伤程度的方法。