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目的:观察去骨瓣减压术对大鼠液压冲击脑损伤Nrf2蛋白表达、神经细胞凋亡及其相关调控因子caspase-3和caspase-12表达的影响,探讨去骨瓣减压术在液压冲击脑损伤中发挥抗凋亡作用的机制。 方法:成年、雄性SD大鼠24只,体重350g±50g(约9周龄),随机分为3个组:假手术组(sham组)、脑损伤复骨瓣组(DC-组)和脑损伤去骨瓣减压组(DC+组),每组各8只。sham组常规麻醉开颅,剪开硬膜,但不行液压冲击;后两组均常规麻醉,头颅开骨窗,行液压冲击脑损伤,并剪开硬膜,其中DC-组开骨窗打击后,放回原骨瓣,并用牙科丙烯酸水泥粘合固定,缝合头皮切口; DC+组开骨窗打击后20分钟内用骨钳从冠状缝向菱形缝方向扩展咬开5mm,使骨窗的内侧和外侧分别是矢状缝和上颞线,取出的骨瓣不再放回,缝合头皮切口。 所有动物术后24h进行神经系统功能评分,并过度麻醉、断头处死,开颅取脑,从损伤区前缘取大约100mg脑组织应用干湿重法测脑组织含水量;经损伤区切成约3-4mm厚冠状脑组织片,多聚甲醛固定,HE染色行组织学观察,免疫组织化学染色方法检测Nrf2、caspase-3和caspase-12蛋白表达变化,原位末端标记法(TUNEL)检测神经细胞凋亡情况;将损伤区域后缘脑组织迅速置于液氮中,用Western Blot方法检测Nrf2核蛋白、caspase-3蛋白和caspase-12蛋白含量。 结果: 1神经系统功能评分 与sham组相比较, DC+组在术后24h神经功能评分较低(4.13±0.641),DC-组在术后24h神经功能评分也较低(2.25±0.707),但DC+组在伤后24h神经功能评分比DC-组高,差异具有统计学意义(P<0.05)。 2组织学观察 与sham组相比,DC-组和DC+组动物挫伤灶周脑组织24h见细胞水肿明显,体积明显增大,细胞核膨大,胞浆淡染,局部呈现空泡样变,周围伴随胶质细胞增生,但DC-组比DC+组更明显。而sham组细胞胞体完整,胞核清晰,胞浆均匀,大小均匀适中。 3大鼠脑组织含水量检测 与sham组对比,DC+组在伤后24h脑组织含水量明显升高(80.638±0.602),DC-组在伤后24h脑组织含水量亦明显升高(83.203±0.434),但DC+组明显低于DC-组,差异具有统计学意义(P<0.05)。 4 Nrf2、Caspase-3和Caspase-12的免疫组织化学检测 Nrf2蛋白表达:主要表达于神经元细胞和神经胶质细胞的细胞核,在正常脑组织中表达为阴性或弱阳性。sham组Nrf2蛋白表达量很少。与sham组比较,后两组神经元、胶质细胞胞核中Nrf2的表达明显增高,但DC+组(42.120±5.333)明显高于DC-组(28.036±4.662),差异具有统计学意义(P<0.05)。 Caspase-3蛋白表达:与sham组比较,后两组动物脑挫伤灶周脑组织中Caspase-3阳性细胞数及其着色深度明显增高,且DC+组Caspase-3阳性细胞数(31.082±5.661)明显低于DC-组(49.927±4.691),差异有统计学意义(P<0.05)。 Caspase-12蛋白表达:与sham组比较,后两组动物脑挫伤灶周脑组织中Caspase-12阳性细胞数和其着色程度明显增高,且DC+组Caspase-12阳性细胞数(29.687±4.728)明显低于DC-组(48.137±3.523),差异具有统计学意义(P<0.05)。 5 Western Blot检测细胞核Nrf2蛋白,caspase-3和caspase-12蛋白 与sham组比较,后两组动物脑挫伤灶周脑组织中Nrf2核蛋白表达明显增高,DC+组为(0.759±0.024),DC-组为(0.575±0.049),DC+组Nrf2蛋白表达明显高于DC-组,差异有统计学意义(P<0.05)。 与sham组比较,后两组大鼠脑挫伤灶周脑组织中caspase-3蛋白表达明显增高,DC+组为(0.721±0.069),DC-组为(0.933±0.0465),DC+组caspase-3蛋白表达明显低于DC-组,差异具有统计学意义(P<0.05)。 与sham组比较,后两组大鼠脑挫伤灶周围脑组织中caspase-12蛋白表达明显增高,DC+组为(0.634±0.055),DC-组为(0.827±0.027),DC+组caspase-12蛋白表达明显低于DC-组,差异有统计学意义(P<0.05)。 6 TUNEL荧光检测法检查凋亡细胞 三组动物均可见TUNEL阳性细胞,其中,sham组仅见少量的阳性细胞。与sham组比较,后两组脑挫伤灶周围脑组织中TUNEL阳性凋亡细胞数量明显升高,且DC+组(32.102±5.824)凋亡指数明显低于DC-组(45.186±6.536),差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论: 去骨瓣减压术能够上调Nrf2的活性,通过抑制caspase-3及caspase-12表达,发挥抗神经细胞凋亡的神经保护作用。