电磁脉冲参量与大鼠血脑屏障通透性的规律研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangkanli
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随着社会快速发展和医疗卫生条件的改善,人口老龄化程度加剧,导致中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)疾病的发病率居高不下[1],CNS疾病主要包括脑膜炎、中风、阿尔兹海默症等疾病。CNS疾病发病率高、治疗效果差的主要原因是因为血脑屏障(Blood-Brain Barrier,BBB)的存在,由于BBB的结构紧密,超过500 Da的药物便无法进入脑实质[2]。BBB的存在既维持了CNS系统稳定,但也限制了药物进入脑实质。开放BBB的方法也一直在研究,理想开放BBB的方法应具备无创性、可逆性、安全性以及易操作性,电磁脉冲(Electromagnetic Pulses,EMP)开放BBB被证实具有无创可逆且易操作的特性,所以本文对EMP诱导BBB开放的规律及机制进行了探究。本文探究了EMP的不同场强、脉冲个数和脉宽对大鼠大脑BBB通透性变化的规律。采用伊文氏蓝(Evans blue,EB)示踪法研究了不同场强下BBB通透性的变化情况,并得出了规律曲线;此外还研究了场强200 k V/m和400 k V/m下不同脉冲个数与BBB开放的规律曲线;最后探究了200 k V/m和250 k V/m下不同脉宽200 ns和120 ns以及720k V/m、20 ns与大鼠BBB通透性的关系。结果发现随着EMP场强的增加,大鼠的BBB开放程度也呈现增加的趋势,并且200k V/m和400 k V/m与假辐照组相比具有显著性差异,400 k V/m组的EB泄露值是假辐照组的2.6倍;当脉宽为200 ns,脉冲个数增加时,BBB开放程度呈现先变大,后减小的趋势,在脉冲个数为200处达到峰值。当脉宽120 ns,脉冲增加时,BBB开放程度变化规律也是先升高后降低,但是峰值点为脉冲个数1000;场强250、200 k V/m,脉宽120、200 ns可以诱导BBB开放,而脉宽20 ns则无法开放BBB。为了更好地理解EMP开放BBB的规律变化,本文对EMP诱导BBB开放的机制也进行了探究。通过对紧密连接(Tight Junction,TJ)蛋白的表达量进行检测、对EMP辐照后的TJ蛋白对应的m RNA含量变化进行探究、对不同分子量示踪剂通过BBB的特点以及BBB的超微结构进行观察。蛋白检测与m RNA的实验结果显示不同场强和不同脉冲个数下TJ蛋白和PKC同工酶相关蛋白与RNA表达水平无显著性变化。BBB超微结构观察结果显示随着场强的增加,TJ通道间隙增加;而随着脉冲个数的增加,TJ通道也随之增加。综上可知,EMP诱导BBB开放规律是:1)随着场强的增加,BBB通透性也随之增加;2)随着脉冲个数的增加,BBB通透性先增加后减少,呈现“窗口效应”;3)脉宽与BBB通透性之间存在阈值关系。蛋白、RNA、不同分子量示踪剂通过BBB的特点以及BBB超微结构观察结果显示EMP诱导BBB开放的潜在机制是:EMP辐照未引起TJ蛋白表达量与其对应m RNA含量的显著性变化,而是使TJ通道间隙增加,且物质通过BBB具有分子大小依赖性。
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