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目的:脑出血是一种严重危害人类健康的疾病,脑水肿形成是导致脑出血病情恶化的主要因素之一。脑出血后脑水肿形成的机制是一个十分复杂的过程,迄今为止,尚未完全阐明。水通道蛋白(qauaporin,AQP)是影响水跨膜转运和调节细胞内外环境平衡的膜蛋白,水通道蛋白4(AQP4)是水通道蛋白家族中的一员。近年来研究结果显示,AQP4在正常大脑和多种病理情况下水转运过程中发挥重要作用,尤其在脑水肿的发生发展及恢复阶段扮演重要角色,日渐成为脑水肿形成机制的研究热点。最新研究表明 AQP4参与神经系统疾病脑水肿的形成,并在脑水肿的产生和发展过程中起重要作用。 本实验通过建立大鼠实验性脑出血模型,采用免疫组织化学法、干湿重法分别检测脑出血后血肿周围不同时间点AQP4的表达及脑组织含水量的动态变化,探讨AOP4在脑出血损伤过程中表达的变化规律及其与脑水肿脑损伤的相关性,以及逐瘀安脑颗粒的干预作用,研究脑水肿的发生机制,探索有效的防治办法。 方法: (1)实验动物和分组健康成年Wistar大鼠,共100只,麻醉意外死亡10只,造模昏迷弃用5只,造模成功大85只,体重250~350g,雌雄不限,SPF级(广西药品检验所实验动物中心提供,许可证号SCXK桂2003-0001)。以标准饲料喂养。将造模成功85只大鼠随机分成五组:即假手术组5只,对照组、逐瘀安脑颗粒小剂量组、逐瘀安脑颗粒大剂量组、尼莫地平组,每组按造模后6h、1d、3d和7d时间点分成4个亚组,每个亚组各5只大鼠(n=5)。 (2)脑出血模型制作及成功标志 大鼠经5%戊巴比妥钠(40mg/kg)腹腔注射麻醉后,俯卧位固定于立体定位仪上,距尾尖0.5cm处剪尾,取50μl血,待其呈半凝状态,用16号针头由钻孔刺入6mm(即右侧尾状核部位)将半凝血缓慢注入,留针10min。动物麻醉清醒后,参照Longa法评分标准,1~3分的大鼠入选本实验,不够标准者抛弃,重新制模补充入组。 (3)组织切片的制备 动物断头取脑后,以针道为中心冠状面切取血肿周围2 mm厚的脑片。石蜡包埋,片厚4μm,进行HE染色和免疫组化检测; (4)AQP4的检测 切片经H2O2孵育10min;羊血清室温孵育10min;一抗为兔抗大鼠AQP4(1:200),37℃孵育2h;SP试剂盒按说明书操作;DAB显色,镜下控制;阴性对照用磷酸盐缓冲液(PBS)代替一抗进行孵育。 (5)AQP4免疫组化图像分析 每只大鼠共染色6张切片,AQP4免疫组化的每张切片选取5个区域进行观察,图像分析系统进行定量分析,分析项目是阳性区面积百分比。 (6)脑组织含水量的测定 采用干湿重法测定脑组织含水量,动物断头取脑后,将各时间点的前半脑组织分别用电子分析天平称重(湿重),然后臵入95℃恒温箱中,24h后取出再称重(干重)。以(湿重-干重)/湿重×100﹪来计算脑含水量,以此代表脑水肿的水平。 (7)统计学分析 实验结果以均数±标准差(x±s)表示,用SPSS13.0进行统计处理。采用方差分析和q检验进行分析,p<0.05为差异有统计学意义。 结果: (1)血肿周围脑组织形态学的改变组织切片HE染色可见脑出血后6h血肿周围神经细胞胞体肿胀,1-3d表现最明显,细胞变形坏死,核固缩、碎裂、溶解,胞浆红染明显加深。7d后,细胞肿胀减轻,有少量胶质细胞增生。AQP4主要在血肿周围的星形胶质细胞表达,血管周围也呈明显的阳性表达。AQP4阳性反应产物主要表达在细胞膜上,强阳性时胞浆可有表达,细胞核不表达。光镜下:胞膜及胞浆显示棕黄色。 (2)AQP4的动态变化 与假手术组相比,对照组、尼莫地平组、逐瘀安脑颗粒组均从脑出血后6h血肿周围水肿区的神经细胞AQP4阳性表达明显增加(P<0.05),3d达到高峰(P<0.01),7d后仍强于正常。 (3)脑组织含水量的变化 与假手术组相比,对照组,尼莫地平组、逐瘀安脑颗粒组脑组织含水量均在出血后6h增加(P<0.05),3d达到峰值(P<0.01),7d明显减轻,(P<0.05)。且逐瘀安脑颗粒组、尼莫地平组脑水肿低于对照组(P<0.05)。 (4)AQP4与脑组织含水量之间的相关性 在各时间点脑水肿程度与AQP4表达的变化呈显著正相关,6h时(r=0.920,P<0.05),1d时(r=0.952,P<0.05),3d时(r=0.993,P<0.01),7d时(r=0.947,P<0.05)。 结论: (1)脑出血后血肿周围AQP4的表达与脑组织含水量之间呈正相关; (2)脑出血后血肿周围AQP4的动态变化规律提示AQP4的表达与脑水肿、脑损伤的发生发展密切相关,是引起出血性脑水肿脑损伤的重要因素之一; (3)脑出血后AQP4表达明显增加,提示AQP4参与了脑水肿的发生发展过程,而逐瘀安脑颗粒可能通过抑制 AQP4的表达减轻脑出血后脑水肿的形成。