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目的:从脑缺血再灌注大鼠的神经功能、脑组织含水量、脑组织梗死面积及脑组织病理改变,研究脑脉通联合骨髓间充质干细胞移植对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用;从突触素SYN和生长相关蛋白GAP-43、神经微丝蛋白NF-200表达的变化,探讨脑脉通联合骨髓间充质干细胞移植对脑缺血再灌注神经元突触重建的作用机制。
方法:SD大鼠195只,雌雄各半,3~4月龄,按随机数字表法进行两次随机分组。第一次根据处理因素分为假手术组和手术组,手术组包括模型组、脑脉通组、MSCs移植组、MSCs移植联合脑脉通组,其中除假手术组为15只大鼠,其余各组均为45只;第二次,除假手术组外,其余4组根据取材时间点各分为7d、14d、28d组,各组每个时间点均为15只大鼠。各组动物实验前4天灌胃,脑脉通组及MSCs移植联合脑脉通组给药量为40.5mg/100g/d(40.5mg/ml),假手术组、模型组、MSCs移植组以等体积生理盐水灌胃,每天1次。采用全骨髓细胞贴壁筛选法分离培养MSCs,移植前48小时用Brdu标记。参照改良的Lorlga法用线栓阻塞大鼠大脑中动脉制备局灶性脑缺血再灌注动物模型,假手术组除不穿线外,其余操作相同。移植组和联合组分别于术后3小时拔线进行再灌注,再灌注24小时后颈动脉给予MSCs悬浮液200ul,细胞数为2×10<6>个,模型组、脑脉通组经颈内动脉给予相同体积的生理盐水。大鼠分别在7d、14d、28d进行神经功能评测,用多聚甲醛经升主动脉灌注固定后快速断头取脑,分别检测脑梗死面积、脑组织含水量;光镜下观察缺血区病理变化;电镜下观察突触超微结构的改变;免疫组织化学法检测脑组织生长相关蛋白43(GAP-43)、突触素(SYN)、神经微丝蛋白(NF-200)变化。
结果:①模型组7d、14d、28d均较假手术组神经功能评分减低,脑组织含水量增加、脑梗死面积增加。脑脉通和移植组7d、14d、28d较模型组神经评分增高、脑组织含水量降低,梗死面积减小。移植组28d较模型组28d神经评分增高、脑组织含水量下降。联合组7d、14d较移植组脑组织含水量、脑梗死面积减低。②联合组14dBrdu阳性细胞数量较移植组14d的数量明显增多;联合组14d、28d脑组织内Brdu/NSE双标细胞数量较移植组的数量明显增多;联合组14d、28d脑组织内Brdu标记细胞向神经元分化率较移植组增高明显。③模型组7d、14d、28dSYN表达较假手术组显著降低。脑脉通组、移植组合联合组7d、14d、28d均较模型组有显著增高。联合组7d、14d分别较脑脉通组和移植组显著增高。同一组别不同时间点比较,模型组、脑脉通组、移植组14d分别较其7d、28d增加;联合组较其7d和28d显著增加。④模型组7dGAP-43表达均较假手术组显著升高。脑脉通和联合组7d、14d、28d均较模型组有显著增高,移植组14d、28d较模型组增高明显。联合组7d分别较脑脉通和移植组7d显著增高。同一组别不同时间点比较,模型组7d分别较其14d、28dGAP-43表达增加;脑脉通、移植组、联合组7d较其14d和28d增高。⑤模型组7d、14d、28dNF-200表达均较假手术组显著降低。脑脉通组、移植组和联合组7d、14d、28d均较模型组有显著升高。联合组14d分别较脑脉通组和移植组14d有显著升高。同一组别不同时间点比较,模型组、脑脉通组、联合组14d较其7d和28d组增加;移植组28d较其7d、14d组增加显著。结论:①脑缺血再灌注造成脑组织病理损伤,引起大鼠神经细胞水肿、突触超微结构破坏、脑组织水肿,以14d损伤最为明显,脑脉通、MSCs移植及其联合能减轻脑水肿、促进神经功能恢复,随时间延长作用更加明显,脑脉通联合MSCs移植作用好于脑脉通、MSCs移植组,以联合组28d作用最为显著。②脑缺血再灌注后神经元、突触超微结构损伤是神经功能缺损的关键环节,脑脉通、MSCs移植及其联合具有促进突触重建和完善再建突触效能的作用,突触重建可能使脑保护机制之一。③MSCs经颈动脉移植后可在体内存活、增殖,分化为神经元细胞。脑脉通促进MSCs在脑组织内存活、增殖,促使其向神经元细胞转化,以联合组28d作用最为显著。④突触重建机制可能与脑脉通、MSCs移植组及联合组促进GAP-43、SYN、NF-200表达有关。联合组促进SYN、NF-200作用强于脑脉通、移植组,以联合组14d作用最明显;联合组促进GAP-43表达作用强于脑脉通、移植组,以联合组7d作用最明显。