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目的:补体系统激活和水通道蛋白-4(aquaporin-4,AQP4)在脑缺血再灌注损伤中起着重要的作用。本研究通过动态观察补体抑制剂静脉注射用免疫球蛋白(Intravenous immune globlin,IVIG)及AQP4抑制剂氯丙烯干预下大鼠脑缺血再灌注损伤模型补体激活及AQP4mRNA表达变化,以及相关指标的变化,探讨补体激活和AQP4在脑水肿形成中的作用及它们之间的关系。
方法:健康SD雄性成年大鼠192只,体重250~300g,随机分为假手术组(n=12)和对照组(n=60)、IVIG组(n=60)、氯丙烯组(n=60)。采用线栓法制作大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型。假手术组于术后经尾静脉注射5%山梨醇溶液1g/kg一次;对照组于模型完成经尾静脉注射5%山梨醇溶液1g/kg一次;IVIG组于造模后经尾静脉注射5%IVIG1g/kg一次;氯丙烯组造模后经尾静脉注射5%山梨醇溶液1g/kg一次,并每日给予200mg/kg氯丙烯(AQP4抑制剂)灌胃一次。按照不同的时间点(12h,1d,3d,5d,7d)对大鼠进行神经功能评分,逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)的方法检测水通道蛋白-4(AQP4)mRNA的表达,干湿重法测定脑含水量,免疫组化法测定补体成分C3、C5a的表达,荧光定量法测定血脑屏障通透性,用64排螺旋CT测定脑梗塞体积。
结果:(1)手术组大鼠在造模术后各时间点神经功能缺损评分呈相同变化趋势,分别给予IVIG和氯丙烯的大鼠在术后第1、3、5天评分较对照组低,IVIG组在第1、3、5天评分又较氯丙烯组低。(2)三组手术组术侧AQP4mRNA均表达增高,第1、3天到达高峰。IVIG组和氯丙烯组各时间点表达低于对照组,氯丙烯组低于IVIG组。(3)大鼠脑缺血/再灌注后12小时,脑含水量上升,至第1天时达到高峰,此后逐渐下降。IVIG注射组和氯丙烯灌胃组各时间点脑含水量均低于对照组,IVIG注射组第1、3、5天脑含水量低于氯丙烯灌胃组。(4)各组大脑半球双侧均可见C3表达,脑缺血/再灌注12小时后手术组较假手术组逐渐上升,至第3天达到高峰,此后表达逐渐下降,至第7天时仍高于假手术组。各手术组大脑术侧表达高于健侧,12h时各手术组表达无明显差异(P>0.05),第1天后IVIG组和氯丙烯组术侧表达低于对照组,而氯丙烯组低于IVIG组。各手术组仅在术侧可见补体C5a表达,第1天时表达增加,第3天达到高峰,并逐渐下降,至第7天仍然有部分表达。IVIG组和氯丙烯组第1天后C5a表达明显少于对照组,IVIG组表达少于氯丙烯组。(5)IVIG组和氯丙烯组各时间点血脑屏障通透性低于对照组,IVIG注射组低于氯丙烯组。(6)大鼠脑缺血/再灌注后24小时脑梗塞体积最大,IVIG注射组和氯丙烯组第5、7天体积较对照组小,IVIG组第5、7天梗塞体积较氯丙烯组小。
结论:(1)补体系统激活和AQP4mRNA均可导致脑缺血/再灌注后脑损伤。(2)IVIG和氯丙烯均能减轻脑缺血/再灌注后的脑损伤,IVIG主要作用于补体系统激活,而氯丙烯主要抑制AQP4mRNA的表达。