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缺血性脑卒中是老年人常见的脑血管疾病,因其发病率高、致残率高,病理生理损伤机制复杂而一直是医学研究的热点。以往认为脑缺血特别是一过性脑缺血与阿尔茨海默病(AD)是各自独立的疾病;脑缺血引起的血管性痴呆(VD)与AD也在临床上被区分为不一样的痴呆类型,但近年却发现AD与脑血管病变有直接的关系:如可导致脑缺血的危险因素也可使AD的患病率升高,而同时存在脑缺血梗死病史的AD患者发生的认知功能障碍也会较单纯的AD患者更加严重和进展快速。一些动物实验研究中也发现了局部脑缺血-再灌注的动物模型可以表现出部分AD的病理特征。AD典型病理特征是脑组织内p淀粉样蛋白(β-amyloid)过量产生并聚集引起的老年斑块(Senile plaque,SP)和tau蛋白过度磷酸化引起的神经元纤维缠结(Neurofibrillary tangle,NFTs)以及神经元丢失,突触减少等[1]。目前AD的发病机制仍然没有研究清楚,但研究脑缺血如何影响AD的产生和发展,对于探索AD的发病机制、病理生理改变以及早期预防和治疗都具有重要意义。近年来,采用死亡后人脑示踪技术在AD脑中观察到了轴突和膨体肿胀及轴突漏的现象,因此,我们在局部脑缺血再灌注模型的基础上,使用神经示踪和免疫组化的方法观察脑缺血可否导致类似AD脑组织中的轴突病变以及脑缺血后轴突病变的长期改变情况,包括可能的恢复情况;同时观察脑缺血使Aβ42与磷酸化tau这两个AD特征性蛋白的改变。我们的研究将为探讨脑缺血与AD关系的病理机制以及防治AD提供重要的研究资料。
目的:1.观测大鼠短暂性局部脑缺血30min后皮层神经元轴突和轴突膨体是否发生形态学的改变。2.尝试建立一个标准对观察到的形态学改变进行评定和分级,作为推测轴突转运障碍程度的指标判断在试验期内其形态学改变是否恢复。3.检测短暂性局部脑缺血30min对大鼠脑内Aβ-42和磷酸化tau这两个AD脑特征性蛋白表达和分布的影响
方法:1.大鼠建立MCAO大脑中动脉短暂缺血再灌注模型后,在大鼠缺血脑区注射神经示踪剂BDA,同时,在MCAO后存活的不同时间点观测示踪剂所显示的轴突及膨体形态学改变,2.依据轴突和轴突膨体的直径增加程度进行半定量分级并作为推测其轴突转运障碍严重程度的一个指标。3.使用免疫组化双标记方法观察短暂性脑缺血30rain后再灌注对大鼠皮层Aβ42、磷酸化tau蛋白表达分布的改变特点及其与轴突转运障碍的发生的位置关系。
结果:1.大鼠MCA阻断30min后恢复灌注,24小时后即可观察到BDA示踪剂显示缺血侧皮层神经元的轴突和轴突膨体发生明显的肿胀甚至破裂泄漏。2.按照本实验室的前期建立的标准将轴突改变进行分级并进行统计学分析,显示MCAO组较假手术组有显著性差异。MCAO后1周,2周,4周均观测到轴突和膨体相似的改变,但各组之间的差异并不具有显著性3.Aβ42在缺血侧也有明显的表达增加,且在1周之后逐渐降低;同时,磷酸化tau在MCAO后也同样升高,表明短暂性脑缺血再灌注引起了AD特征性蛋白的表达水平改变。
结论:1.短暂性脑缺血可以导致轴突和轴突膨体的肿胀、破裂,轴浆物质外泄等形态学改变。2.依据对MCAO后不同存活时间大鼠的轴突和膨体的形态学改变分级结果:MCA阻断30min引起的脑缺血可在24个小时甚至更的时间内造成轴突和轴突转运的损伤。并且这种损伤在4W的观察期内没有明显的恢复。3.MCAO在短期内引起大鼠的Aβ-42和磷酸化tau蛋白的表达增高,这与AD人脑中Aβ42和tau的存在状态在类似。