背景创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是由外力作用于头部所造成的一种严重创伤,分为闭合性损伤和开放性损伤两大类;死亡率在4%—7%之间,重度脑损伤的死亡率更高达50%—60%。脑损伤后过量的谷氨酸释放被认为是多种TBI继发性损害的主要原因,包括神经变性与凋亡。用谷氨酸清除剂谷氨酸草酰乙酸转氨酶(Glutamate oxaloacetate transaminase,GOT)可以加速中枢系统的谷氨酸清除,减少对谷氨酸能受体的刺激,从而降低其兴奋性毒性,减少TBI后损伤周围皮质神经细胞的凋亡。本研究通过建立SD大鼠TBI模型,应用谷氨酸清除剂GOT干预后检测海马ISF及脑室CSF谷氨酸浓度及大脑皮层神经细胞的凋亡情况,从谷氨酸及其兴奋性毒性的角度探讨其对神经细胞的作用及机制。目的探讨外周血谷氨酸清除剂GOT对TBI后的神经保护作用及机制。方法1.立体定位仪自由落体(80g,26cm)制作大鼠TBI模型,成年雄性SD大鼠随机分为四组:vehicle组,GOT组,草酰乙酸(Oxaloacetate,Oxa)组,GOT+Oxa组。2.建立微透析-灌注系统,采集大鼠右侧海马ISF、右侧脑室CSF,高压液相色谱分析(High pressure liquid chromatography,HPLC)样品中的谷氨酸浓度。3.制作大鼠TBI模型,收集脑组织样品,使用谷氨酸测定试剂盒检测海马和大脑皮质中总谷氨酸浓度。Western blot检测各组脑组织EAAT1和EAAT2的表达变化。4.谷氨酸测定试剂盒检测血清谷氨酸浓度。5.末端脱氧核糖核酸介导生物素化脱氧尿嘧啶缺口末端标记(TUNEL)法观察及评估神经细胞凋亡,计算细胞凋亡率。结果1.血液谷氨酸清除剂GOT全身重复治疗降低海马ISF短暂升高的谷氨酸浓度:在大鼠TBI造模后的第1天,海马ISF观察到短暂升高的谷氨酸浓度,其浓度从第2天返回到基线(第1天为24.1±1.9μM,与造模后当天7.9±0.6μM,第2天5.2±1.9μM,第3天6.3±1.6μM,第4天5.0±1.2μM相比,p<0.05,n=4)。以12小时间隔重复皮下注射GOT降低了TBI后第1天的短暂增高的谷氨酸浓度(与TBI造模后溶剂对照组的第1天9.8±1.9μM相比,p<0.05;与第0天5.7±0.7μM,第2天7.8±1.1μM,第3天第5.0±0.5μM,第4天7.0±0.9μM相比p>0.05,n=4)。2.血液谷氨酸清除剂GOT全身重复治疗延迟清除脑室CSF升高的谷氨酸浓度:与海马ISF收集的数据不同,脑室CSF中谷氨酸浓度在TBI造模后逐渐增加,并在第3天达到峰值(第1天为12.1±1.7μM,第2天为19.4±0.2μM,第3天21.0±2.7μM,第4天13.9±1.8μM,与当天5.9±0.4μM相比p<0.05,n=4)。在TBI后接受GOT治疗的大鼠,直至TBI后第4天,脑室CSF中的谷氨酸浓度才显著下降(第1天为12.7±1.6μM,第2天为16.8±2.1μM,第3天为17.7±4.8μM,与造模后当天4.9±0.9μM相比p<0.05,与溶剂治疗对照组的对应时间点相比p>0.05,与当天的基线水平相比p>0.05,第4天为7.0±0.9μM,与第4天的溶剂治疗对照组相比,p<0.05,n=4)。3.血液谷氨酸清除剂GOT全身反复应用减少TBI后周围皮层神经细胞的凋亡:大鼠TBI造模后的第1天及第4天,评估神经细胞凋亡,计算细胞凋亡率。(假手术组术后第1天的凋亡率为6.4%±1.6%,TBI组为59.5%±10.1%,治疗干预组为38%±7.8%,TBI组与假手术组相比,凋亡率明显升高,而皮下注射GOT后,显著减少TBI后第1天周围皮质神经细胞的凋亡,p<0.05)。结论1.TBI急性期大脑皮层神经元凋亡与海马间质液谷氨酸浓度的急性升高正相关。2.谷氨酸清除剂GOT通过增强跨血脑屏障的谷氨酸稳态来降低过量谷氨酸的兴奋性毒性,进而减少神经细胞的凋亡,从而发挥其神经保护作用。