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目的:研究交通性脑积水大鼠模型纤维化发生机制以及pHGF抗脑积水纤维化作用。
方法:雄性SD大鼠(250±10g),随机分成4组:生理盐水对照组,脑积水组,阴性干预对照组(生理盐水干预)和pHGF干预组,每组15只。脑积水组采用侧脑室注射3％高岭土混悬液制备交通性脑积水模型;对照组给予生理盐水注射;pHGF干预组:3％高岭土混悬注射后同时给予pHGF微渗透泵(pHGF浓度40mg/ml)干预;阴性干预对照组:3％高岭土混悬注射后给予生理盐水微渗透泵。10天后对4组分别进行Morris水迷宫实验,第15天行MRI检测,然后收集脑脊液,处死动物,收集脑组织标本,行HE、免疫组化、Elisa和RT-PCT检测。
结果:
1.生理盐水对照组和脑积水组比较:
(1)生理盐水对照组大鼠脑室未见明显扩大,但脑积水组大鼠除1只外,其它均形成了不同严重程度的交通性脑积水;侧脑室体积分别为:对照组14.72mm3(中位数值),范围:8.778～28.52 mm3,n=14;脑积水组161.4mm3(中位数值),范围:24.97～218.1mm3,n=13;p＜0.05,具有显著性差异。
(2)水迷宫实验结果显示:脑积水组大鼠的潜伏期长于对照组,且在第3天具有统计学差异(脑积水组:39.20±3.249s,n=7;对照组:26.82±2.576s,n=7。),P＜0.05;在第5天的实验,对照组大鼠在第1象限内的游泳时间分布(29.132±4.002s,n=7)显著长于其它3个象限,P＜0.05,均有显著性差异;脑积水组大鼠在第1象限的游泳时间为19.257±4.205s,n=7,与其它3个象限的时间分布无显著性差异;
(3)大鼠脑脊液中TGF-β1、HGF和MMP-9含量检测结果如下:生理盐水对照组分别为79.96 ng/ml(63.63～112.84 ng/ml),192.48 ng/ml(155.95～248.33 ng/ml),168.59 pg/ml(106.51～212.43pg/ml),脑积水组分别为:172.67ng/ml(110.58～245.73 ng/ml),366.52 ng/ml(279.32～442.34 ng/ml),420.41pg/ml(278.62～485.15 pg/ml),结果表明脑积水组各含量测定结果均显著高于对照组,P＜0.05,均具有显著性差异;
(4)脑积水组大鼠脑组织中TGF-β1、HGF和MMP-9的mRNA高于生理盐水对照组,P＜0.05,均具有显著性差异;
(5)免疫组化检测结果表明,脑积水组大鼠脑组织中TGF-β1、HGF和MMP-9的表达高于生理盐水对照组;病理学检测发现脑积水组大鼠室周组织结构紊乱和明显的组织肿胀及胶质增生带,有大量的胶质细胞增生和细胞水肿、液化,以及胼胝体变薄、变形。
2.阴性干预对照组与pHGF干预组比较:
(1)阴性干预组大鼠脑室明显扩大,均形成了不同严重程度的交通性脑积水;pHGF干预组有少部分未形成明显的脑积水,形成的脑积水相对较轻。侧脑室体积分别为:阴性干预组156.1mm3(中位数值),范围:36.52～228.1mm3,n=14;pHGF干预组71.97mm3(中位数值),范围:12.34～219.5mm3,n=15,p＜0.05,具有显著性差异。
(2)水迷宫实验结果显示:在各时间点,pHGF干预组大鼠的潜伏期少于阴性干预组,但均为达到统计学差异;在第5天实验,pHGF干预组大鼠在第1象限内的游泳时间分布(24.51±2.912s,n=7)显著长于其它3个象限,P＜0.05,均有显著性差异;阴性干预组大鼠在第1象限的游泳时间为18.09±3.665s,n=7,与其它3个象限的时间分布无显著性差异;
(3)与阴性干预对照组比较,pHGF干预组大鼠脑脊液中TGF-β1、HGF和MMP-9含量降低,具体如下:阴性干预对照组分别为142.79ng/ml(100.58～215.73ng/ml),416.52ng/ml(329.32～492.34ng/ml),396.19pg/ml(238.61～479.33pg/ml);pHGF干预组分别为69.61ng/ml(50.62～87.63ng/ml),227.68 ng/ml(148.07～261.80 ng/ml),257.00 pg/ml(202.75～297.74 pg/ml),P＜0.05,均具有显著性差异;
(4)与阴性干预对照组比较,pHGF干预组大鼠脑组织中TGF-β1的mRNA降低,HGF和MMP-9的mRNA增高,P＜0.05,均具有显著性差异;
(5)免疫组化检测结果表明,与阴性干预对照组比较,pHGF干预组大鼠脑组织中TGF-β1表达降低,HGF和MMP-9表达增高;病理学检测发现pHGF干预组较阴性干预对照组大鼠室周组织结构紊乱和组织肿胀及胶质增生带相对较轻,胶质细胞增生和细胞水肿、液化相对较轻,说明经pHGF干预后,有明显改善。
结论:
1.进一步验证了模型的稳定、高效,值得推广和应用;
2.经pHGF同时干预,空间学习、记忆能力受损相对较轻;
3.TGF-β1、HGF和MMP-9可能参与脑积水的形成和进展;
4.经pHGF干预,调节TGF-β1、HGF和MMP-9的表达,可能参与延缓脑积水的形成和进展,对于脑积水可能有治疗作用。