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目的:脑血管痉挛(cerebral vasospasm,CVS)是一种在创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)病人中常见的严重并发症之一,TBI后发生的CVS与缺血性脑梗死以及由其导致的长期神经功能缺损等致死致残结局关系密切,然而目前对于TBI后发生CVS的病生理机制研究还不够透彻。本课题组前期研究发现,TBI后小鼠循环血中脑源性微粒(brain derived microparticle,BDMP)显著升高,并具有动态变化趋势,鼠尾静脉注射BDMP能够引起CVS及脑血流明显下降。体外实验发现BDMP能够收缩小鼠离体颈动脉,且促进平滑肌细胞(SMC)和内皮细胞的钙离子内流,但是BDMP促进血管或者SMC收缩的离子通道机制我们仍不清楚。既往研究发现,脑血管张力的肌源性调节主要依赖大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channel,BKca channel)所发挥的作用,因此本研究主要阐释BKca通道在BDMP诱导的脑血管痉挛中的作用机制,同时借助作用于细胞膜钙通道和胞内钙库的钙阻断剂探究BDMP引起血管SMC收缩的钙离子来源。从而为解释TBI引起CVS的病生理机制提供新视角,丰富临床诊疗中对于脑血管痉挛认识的理论基础。同时为了稳定BDMP的实验基础,本研究初步探索了保存时间和温度对BDMP的影响。方法:(1)体外提取BDMP,在不同的温度下保存不同时间,然后通过流式细胞仪、NTA以及电镜鉴定微粒特性变化,探索MP稳定保存方法,为后续试验提供可靠有效MP来源;(2)离体颈动脉实验观察BDMP引起血管收缩的浓度-张力反应关系;(3)利用细胞膜表面T型和L型钙通道阻断剂,观察其对BDMP收缩小鼠离体颈动脉的影响;(4)离体颈动脉实验观察BKca通道选择性开放剂NS1619对BDMP引起的血管收缩的缓解作用,明确浓度舒张效应;(5)利用胞内钙库的Ca2+通道阻断剂,通过离体颈动脉实验观察BDMP引起的血管收缩与钙库释放的Ca2+间的关系;(6)流式检测BDMP及NS1619对平滑肌细胞浆游离Ca2+升高的影响以及SMC收缩的Ca2+来源;(7)探针跳跃式离子电导显微镜(HPICM)观察NS1619对BDMP引起的SMC形态改变的影响。结果:(1)电镜下可见MP完整膜结构,低温保存后膜结构破坏,流式检测的Annexin-V阳性MP浓度及NTA检测的MP浓度均显著改变;(2)BDMP浓度为0.1×10^4/ul、0.5×10^4/ul、1×10^4/ul、5×10^4/ul时,其对离体颈动脉张力(以60m MKCl产生张力为100%)分别为11.4%±1.9%、31.0%±4.2%、50.8%±6.3%、258.5%±21.7%;(3)200u M的NS1619对BDMP预收缩的离体颈动脉张力降低(-29.5%±10.12%)与对照(-0.50%±3.11%)相比有统计学差异(P=0.002),且其舒张作用有浓度依赖性,当NS1619浓度为800u M时,对离体血管舒张达到-89.75%±4.19%;(4)阻断T-VDCC,血管张力降低-2.25%±1.89%,与PBS对照(-3.25%±3.10%)相比无统计学差异(P=0.60);阻断L-VDCC,血管张力降低-41.75%±8.22%(P<0.01);(5)在无Ca2+溶液中BDMP也能引起离体血管张力明显增加(3.04±0.35m N),与PBS对照(0.23±0.08m N)相比有统计学差异(P<0.01),与含Ca2+溶液中BDMP引起的离体血管张力增加(4.87±0.72m N)相比,存在统计学差异(P=0.004);(6)在无Ca2+体系中,加入Ry R阻断剂后,BDMP导致的离体颈动脉张力(3.76±0.38m N)与未加阻断剂(5.71±0.69m N)相比明显变小(P=0.003);在无Ca2+体系中,加入IP3受体阻断剂后,离体血管张力(3.49±0.33m N)与未加阻断剂(5.71±0.69m N)相比明显变小(P=0.001)。(7)流式检测发现,加入BDMP后胞浆内游离Ca2+阳性的SMC百分比(21.34%±1.97%)与PBS对照组(3.68%±1.10%)相比明显升高(P<0.01),用NS1619预孵后,游离Ca2+阳性的SMC百分比(8.50%±1.33%)与BDMP组相比明显降低(P<0.01);在无Ca2+体系中,BDMP处理后游离Ca2+阳性的SMC占比(16.34%±1.48%)与PBS对照(5.02%±1.33%)相比明显升高(P<0.01),与含Ca2+体系中BDMP处理(23.68%±2.50%)相比同样明显升高(P<0.01);(8)离子电导显微镜发现,BDMP处理后,SMC高度(8.30±0.27um)与对照(6.69±0.59um)相比明显增高(P=0.013),再次加入NS1619处理后细胞高度(10.04±0.47um)与BDMP处理相比,明显增高(P=0.005)。结论:(1)低温保存影响可BDMP结构形态、浓度及粒径分布;(2)BDMP引起的离体颈动脉收缩与可能与其阻断BKca通道有关,BDMP能够升高胞浆内游离Ca2+浓度,升高的Ca2+既来源于胞外,一部分又来源于胞内,即BDMP能够使SMC钙库释放钙和胞外Ca2流入胞浆,进而促进血管痉挛。本研究揭示了一种新的由脑外伤后BDMP引起的脑血管痉挛的离子通道机制,为TBI后CVS的诊疗提供了新思路。