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目的:观察亚低温对大鼠脑出血后水通道4(AQP4)表达和磁共振显像(MRI)的变化,研究亚低温对出血性脑水肿的作用机制。
方法:SD大鼠苍白球注射胶原酶及肝素造成脑出血模型,用冰块降温及白炽灯调整与动物距离照射加温的方法调节体温,SD大鼠被随机分为亚低温组(H)、对照组(C)和假手术组(SH),应用苏木精-伊红染色(HE)观察血肿周围细胞形态学变化,通过MRI观察亚低温组和对照组各项指标的动态变化,应用免疫组织化学方法检测各组大鼠脑组织AQP4的表达和变化。
结果:1.HE染色显示:脑出血后1d血肿周围可见神经元胞体肿胀,白细胞浸润,细胞间隙和血管周围间隙增宽,出现液化坏死的脑组织,2~3d上述病变加重,并见大量神经元核浓缩,格子细胞浸润,胶质细胞增生活跃,至出血后5~7d,神经细胞肿胀减轻,仍有增生的胶质细胞,从病变的程度和范围看,亚低温组的病理改变要轻于对照组。
2.MRI信号变化:亚低温组与对照组两组大鼠均在造模后1d即出现明显的脑水肿,造模后3天达高峰,以后逐渐下降,至7d时间最低,各时间点亚低温组的水肿体积均明显低于对照组(均p<0.01),亚低温组大鼠7天相对于1天的血肿及水肿吸收率均明显高于对照组(p均<0.05),各时间点水肿区的T2WI、FLAIR的信号强度比(signalintensityratio,SIR)均明显低于对照组(p均<0.05),出血后7天相对于1天的SIR相对变化率(△SIR)均明显高于对照组(p均<0.05)。
3.AQP4表达水平的变化:出血后1d,即可见出血灶周围AQP4的表达,第3d达高峰,以后逐渐下降,7d时仍高于假手术组;各个时间点亚低温组大鼠血肿周围AQP4的表达水平均明显低于对照组(p均<0.05)。
4.AQP4表达水平与SIR相关性分析:亚低温组及对照组血肿周围AQP4的表达水平与T2WI、FLAIR水肿区的SIR均呈线型正相关(T2WI:r=0.907,p<0.01;FLAIR:r=0.924,p<0.01)。
5.AQP4表达水平与水肿体积相关性分析:血肿周围AQP4的表达水平与水肿体积呈线型正相关(r=0.820,p<0.01)。
结论:亚低温能明显减轻脑出血后脑水肿及AQP4的表达,AQP4与出血性脑水肿的形成、发展密切相关,通过减少AQP4的表达而抑制脑水肿可能是亚低温的作用机制之一;亚低温可能通过降低胶质细胞足突上AQP4的表达,减少经由胶质细胞膜进入细胞内的水含量,抑制细胞毒性脑水肿,保护星形胶质细胞的功能,保护血-脑屏障,进而抑制血管源性脑水肿。