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目的:随着伽玛刀、X-刀等立体定向放射外科技术(stereotactic radiosurgery, SRS)的临床应用,许多颅脑疾病的患者可以免受开颅的痛苦。胶质瘤是颅内最多见的一种恶性肿瘤,约占颅内肿瘤的40%。SRS用于脑胶质瘤已有许多临床报道,疗效肯定,但是大多数患者治疗后会复发,并伴有较严重的放射反应,如细胞坏死和水肿等。而细胞凋亡不会造成严重的炎性水肿,伽玛刀治疗的疗效中是否有细胞凋亡,其时程变化如何,尚未见报道。因此了解胶质瘤SRS治疗后的增殖、凋亡和坏死的时程变化规律,有助于临床预防和治疗放射反应。 C6大鼠脑胶质瘤模型是一种比较稳定的动物模型.1992年Kondziolka首次用伽玛刀以不同剂量对C6胶质瘤大鼠进行照射,观察其生存期和病理学变化,肯定了SRS可以缩小肿瘤体积,延长患鼠生存期, 但伴有胶质瘤的坏死及水肿反应。水肿反应是SRS的主要并发症之一,严重时可造成颅高压甚至脑疝。一些文献认为,造成水肿反应的原因除射线的直接作用外,推测还有脑内免疫反应的因素。但是,SRS治疗后是否会造成的脑内和全身的免疫变化尚未见报道。室周器官(circumventricular organs, CVOs)是位于脑室壁上的几个微小器官,包括穹隆下器(subfornical organ, SFO)、正中隆起(median eminence,ME)、终板血管器(organum vasculosum of lamina terminalis,OVLT)、连合下器(subcommissural organ, SCO)、垂体后叶(posterior lobe of the pituitary gland)、最后区(area postrema, AP)、脉络丛(choroid plexus)等,这些部位的主要结构特征为缺乏血脑屏障。在90年代以前,人们对CVOs的研究主要集中在它们神经内分泌功能的方面,近十几年的研究发现CVOs有参与免疫调节的作用,如此处有多种免疫细胞因子的受体。90年代初期,Broadwell提出“脑开窗”的概念,认为CVOs是脑屏障上的漏点(leaky points)。但是,尽管脑屏障有CVOs 开窗,脑内的环境并未因此出现不稳定。接着,有学者认为CVOs处<WP=5>可能有小胶质细胞的富集现象,即CVOs部位可能有免疫屏障(immune barrier)的补偿。为什么脑屏障上要留有脑开窗?为解开这个谜,近十年来我室对CVOs进行了有关神经免疫方面的系列研究:其中的有些与神经免疫相关,如在大鼠实验性变态反应性脑脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis, EAE) (人多发性硬化的动物模型)中发现,在病程的不同阶段,随着机体免疫状态的变化,CVOs发生相应的形态学改变;在大鼠腹腔注射不同剂量的免疫激发剂大肠杆菌内毒素(lipopolysaccharide,LPS)时,SFO处一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)表达增多,并且与剂量呈正相关。也就是说,在外周抗原引起全身免疫状态变化时,脑内CVOs部位也立即发生了相应的变化。结合国外相关研究,我们提出假说:CVOs可能是血携免疫信息分子少量、优先入脑的位点之一。CVOs在脑胶质瘤引起的肿瘤免疫中是否也会出现病理性变化,在脑胶质瘤伽玛刀治疗后脑内(包括CVOs)和全身的免疫状态是否会发生变化,CVOs的形态变化在脑内和全身的免疫反应中的意义如何?这些问题尚未见研究报道。在本研究中,我们首先对大鼠脑胶质瘤进行伽玛刀治疗,观察肿瘤细胞增殖、凋亡及坏死的时程变化,确定肿瘤的坏死水肿发生阶段。然后观察CVOs在脑胶质瘤大鼠形态是否发生改变,在伽玛刀治疗后坏死水肿期其形态又如何变化。并通过测定肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)以及NOS的表达来反映脑内免疫状态。文献报道,CVOs在免疫反应中多发挥集体作用(collective roles),因此我们选择SFO为CVOs的代表,可能反映CVOs在肿瘤免疫中的变化。PCNA是一个36KD的DNA多聚酶辅助蛋白,于S期聚于胞核内。PCNA阳性率的高低,反映肿瘤细胞的增殖水平。因此,伽玛刀治疗后胶质瘤细胞的PCNA的阳性表达,在一定程度上可以反映伽玛刀的疗效,因此我们选择PCNA 免疫组化的方法,于伽玛刀治疗后来标记胶质瘤内的阳性细胞的变化。TNF-α是参与肿瘤免疫反应的重要细胞因子,在脑胶质瘤伽玛刀治疗前后脑内TNF-α的表达以及外周血TNF-α的含量,可以反映脑内和全身免疫状态的变化。与其它正常脑区相比,TNF-α在SFO表<WP=6>达量的增多可以反映其在脑内肿瘤免疫反应中的特殊地位。因此我们采用原位杂交方法测定脑内TNF-αmRNA的表达和分布情况,同时测定外周血TNF-α含量。 对比脑内和外周免疫状态是否有对应性变化,进一步揭示SFO在脑内外免疫信息传递中的作用。一氧化氮(nitric oxide,NO)是作用十分广泛的气体分子,已明确与机体免疫反应相关。既参与生理范围的免疫调节,也参与病理范围的免疫毒性反应。诱导生成NO的酶为一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS),按作用类型可分为组构型NOS(constitutive NOS, cNOS )和诱生型NOS(inducible NOS, iNOS )。cNOS主要发挥生理作用,而iNOS主要发挥病理作用。还原型辅酶Ⅱ的黄递酶(NADPH-d)是二者共用的辅酶。以NADPH-d组织化学法,可同时标记这两种NOS阳性细胞。以iNOS免疫组织化学法可特异性标记iNOS阳性细胞。本研究共分四个部分:(1)大鼠脑胶质瘤伽?