氨基胍對(duì)大鼠手術(shù)性腦損傷致腦水腫影響的機(jī)制探討和磁共振灌注研究.pdf

1、研究背景：
　　 腦外科手術(shù)由于對(duì)腦組織直接的手術(shù)創(chuàng)傷、電凝器的灼傷、牽引器的拉傷、出血和水腫等，造成切緣組織損傷是不可避免的。手術(shù)性腦損傷(surgical braininjury，SBI)在受損區(qū)域會(huì)引起腦水腫、血腦屏障(blood-brain barrier，BBB)破壞和細(xì)胞壞死等病理過(guò)程。原則上，改善SBI預(yù)后的藥物和其他治療方法就是減輕BBB的破壞、腦水腫和細(xì)胞死亡或凋亡。
　　 氨基胍(aminoguani

2、dine，AG)是一種小的水溶性復(fù)合物，目前被廣泛應(yīng)用于預(yù)防糖尿病慢性并發(fā)癥發(fā)生的研究中。一些實(shí)驗(yàn)研究表明，在嚙齒類動(dòng)物中AG可以通過(guò)降低腦水腫來(lái)改善SBI的預(yù)后。而且，部分研究表明AG在腦卒中、暫時(shí)性局灶性腦缺血以及創(chuàng)傷后腦損傷的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭杏忻黠@的降水腫作用，而在SBI模型中AG介導(dǎo)的水腫清除分子機(jī)制研究很少。一些研究表明，AQP4蛋白的表達(dá)與腦水腫和BBB滲透性相關(guān)。然而，SBI后AG是否會(huì)對(duì)AQP4的表達(dá)產(chǎn)生影響還不清楚。先前

3、的研究已經(jīng)證明，AG可以修復(fù)BBB的完整性和降低炎癥細(xì)胞因子從而減少滲透性改變。AQP4可以促進(jìn)腦損傷部位水的攝取和遠(yuǎn)處組織的水的清除。由此，我們假定AG可以通過(guò)調(diào)節(jié)AQP4表達(dá)促進(jìn)SBI后腦損傷部位的水的清除。此外，氨基胍是一種選擇性的誘生型一氧化氮合成酶抑制劑，那么氨基胍的抗水腫作用是否與抑制iNOS有關(guān)這一點(diǎn)尚不清楚。有研究表明，自由基和氧化劑在腦水腫的發(fā)生及BBB的破壞中起重要的作用。丙二醛(MDA)，一種自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化

4、反應(yīng)鏈中穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物，被廣泛的作為氧化應(yīng)激的標(biāo)志物。谷胱甘肽(GSH)是一種重要的內(nèi)生性抗氧化劑，其水平受氧化應(yīng)激所影響。因此，AG在SBI后一部分抗水腫的原因可能與這些因素有關(guān)，其分子機(jī)制有待于進(jìn)一步證實(shí)。
　　 此外，AG的抗水腫作用在不同的實(shí)驗(yàn)研究中其作用雖然均得到證實(shí)，但是都是通過(guò)生化和形態(tài)學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行研究的，而至今國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有通過(guò)影像學(xué)的方法直觀的觀測(cè)到AG的抗水腫作用。磁共振灌注成像(perfusion weig

5、hted magneticresonance imaging，PWI)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種功能性成像手段，可以反映組織的微血管分布及血流灌注情況，定量或半定量提供血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從而可以研究腦水腫部位的血流灌注情況。
　　 目的：
　　 在于觀察大鼠手術(shù)性腦損傷(surgical brain injury，SBI)模型中氨基胍(aminoguanidine，AG)對(duì)誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inducible nitric

6、 oxide synthase，iNOS)、水轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(Aquaporin-4，AQP4)、丙二醛(Malondialdehyde，MDA)和谷胱甘肽(Glutathione，GSH)水平的影響，并且應(yīng)用動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振灌注(dynamic susceptibility contrast enhanced MR imaging，DSC-MR)的方法，觀察大鼠手術(shù)性腦損傷模型中氨基胍對(duì)腦水腫的影響以及是否存在劑量依賴性。
　　 方

7、法：
　　 在SBI大鼠模型建立后實(shí)驗(yàn)組立即按每公斤體重75，150和300 mg劑量的氨基胍分別進(jìn)行腹腔注射。通過(guò)Western blot分析和免疫組化分析iNOS和AQP4蛋白的表達(dá)；通過(guò)生化測(cè)定MDA和GSH含量；使用動(dòng)態(tài)磁共振灌注方法獲取局部腦血容量(rCBV)、局部腦血流量(rCBF)和平均通過(guò)時(shí)間(MTT)；使用伊文思蘭法(Evans blue，EB)測(cè)定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組腦組織對(duì)EB攝取的含量，用OD值來(lái)表示；通過(guò)透射

8、電鏡觀察緊密連接是否開(kāi)放，來(lái)觀察大鼠腦屏障(BBB)通透性破壞的程度。
　　 結(jié)論：
　　 在假手術(shù)組、SBI組及SBI治療組24小時(shí)后均沒(méi)有iNOS的表達(dá)；AQP4蛋白的表達(dá)在SBI模型建立24小時(shí)后手術(shù)區(qū)周圍的腦組織內(nèi)明顯增高，而給予氨基胍150mg/Kg的治療組，AQP4蛋白的表達(dá)明顯降低；給予氨基胍75mg/Kg和300mg/Kg的治療組中沒(méi)有明顯變化；另外在氨基胍150mg/Kg的治療組中，MDA的值明顯降低且

9、GSH的水平也明顯升高。氨基胍300mg/Kg治療組相對(duì)于對(duì)照組而言氧化應(yīng)激明顯升高。我們的研究結(jié)果表明氨基胍抗SBI后腦水腫生成的作用具有劑量依賴性，可以歸功于它對(duì)AQP4蛋白表達(dá)的調(diào)節(jié)和抗氧化作用，而與抑制iNOS無(wú)關(guān)。24小時(shí)后行DSC-MR掃描并進(jìn)行灌注數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)組中75mg/kg、300mg/kg組rCBV、rCBF和MTT與對(duì)照組相比沒(méi)有變化，而氨基胍150mg/kg組上述灌注參數(shù)與對(duì)照組相比，rCBV和rCBF明顯升高

10、，MTT明顯降低。另外，應(yīng)用伊文思蘭法(Evans blue，EB)OD值的結(jié)果，AG150mg/kg組測(cè)定的OD值與對(duì)照組及75mg/kg、300mg/kg組相比明顯降低。電鏡結(jié)果也顯示AG150mg/kg組緊密連接處于關(guān)閉狀態(tài)，而其他三組處于開(kāi)放和輕度開(kāi)放狀態(tài)。我們的研究結(jié)果表明，DSC-MR通過(guò)觀察rCBV、rCBF和MTT的變化可以很好的觀測(cè)到氨基胍抗SBI后腦水腫生成作用具有劑量依賴性，可以為觀察AG療效提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。