研究在缺血缺氧致新生鼠脑白质发生、发展中,脑白质损伤超微结构变化,以及骨形态生成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)4基因及蛋白表达动态变化和对髓鞘化的影响。
方法3日龄Sprague-Dawley新生大鼠共152只,按随机数字表法随机分为脑白质损伤组(n=76)和对照组(n=76)。采用结扎右侧颈总动脉伴低氧(8%O2 92%N2)方法制备脑白质损伤模型,分别于手术后3 d、7 d、14 d及21 d采集标本。光镜下观察脑组织形态学改变,透射电镜下观察髓鞘形成情况,免疫组织化学观察BMP4和髓鞘化标志物髓磷脂碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)的表达和定位,Western blot方法测定BMP4和MBP的蛋白表达水平,real-time PCR方法分析BMP4 mRNA的表达情况。
结果对照组大鼠的脑白质中细胞结构清晰,纤维走行紧密有序,脑白质损伤组大鼠脑白质细胞稀疏,白质疏松呈筛网状,纤维走向紊乱。电镜下可见对照组髓鞘形态规则,密度均匀,厚度一致,而脑白质损伤组髓鞘疏松、变薄,板层分离,边界不清。免疫组织化学、Western blot及real-time PCR结果均提示,对照组内BMP4蛋白及mRNA表达水平随日龄增大无明显变化,脑白质损伤组内随缺血时间延长BMP4表达迅速增加。两组间比较,从手术后3 d起,脑白质损伤组较对照组表达增多(P<0.05),随缺血时间延长两组间差异更加明显。免疫组织化学及Western blot方法分析MBP蛋白表达,发现两组内MBP蛋白表达均随日龄增长而逐渐增加,但两组间比较,14 d和21 d时脑白质损伤组MBP蛋白表达明显较对照组减少,组间差异有统计学意义(P<0.05)。
结论缺血缺氧致新生鼠脑白质损伤发生时存在髓鞘化障碍,而此过程中BMP4基因及蛋白表达均显著增加,提示BMP4可能参与脑白质损伤时髓鞘化障碍的发生。