重度顱腦創(chuàng)傷后應(yīng)用(S)-4C3HPG減輕顱腦損傷的作用及可能機制.pdf

1、創(chuàng)傷性顱腦損傷(traumatic brain injury，TBI)是現(xiàn)代社會中的一個突出問題，在全身各部位創(chuàng)傷中，顱腦創(chuàng)傷死殘率高居第一位。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，美國顱腦創(chuàng)傷發(fā)生率約為2‰，每年新發(fā)生顱腦創(chuàng)傷病人50萬，其中10%屬于重型顱腦創(chuàng)傷，大約2萬人死亡，3萬人致殘，直接和間接經(jīng)濟損失數(shù)百億美元。伴隨全球經(jīng)濟以及現(xiàn)代化交通的高速發(fā)展，顱腦創(chuàng)傷越來越成為威脅人類健康的重要問題。怎樣減輕顱腦損傷帶來的神經(jīng)功能損害，提高顱腦創(chuàng)傷的救治水平

2、，始終是人們研究的焦點問題。
　　 目前認(rèn)為興奮性氨基酸毒性作用是繼發(fā)性損傷重要機制之一，其它包括過度炎癥、鈣超載及氧自由基的釋放等方面。興奮性氨酸主要是谷氨酸，它是脊椎動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，不但維持神經(jīng)細胞的正常功能，而且還可以調(diào)節(jié)突觸穩(wěn)定性及效能，參與學(xué)習(xí)和記憶過程。在顱腦創(chuàng)傷后，由于腦損傷區(qū)域神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細胞崩解等原因，谷氨酸會從神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞大量釋放到細胞間液，激活谷氨酸受體而發(fā)揮興奮毒性作用

3、，導(dǎo)致顱腦創(chuàng)傷后的繼發(fā)性損傷，因此通過傷后控制谷氨酸的釋放，將可能產(chǎn)生有效的腦保護作用。(S)-4C3HPG是一種混合型代謝型谷氨酸受體調(diào)節(jié)劑，既是(groupⅠ glutamate metabotropic receptor，mGluRⅠ)Ⅰ組代謝型谷氨酸受體的拮抗劑也是(groupⅡ glutamate metabotropic receptor，mGluRⅡ)Ⅱ組代謝型谷氨酸受體的激動劑。目前已證實(S)-4C3HPG對阿爾茨海默

4、病(Alzheimer'sdisease)、帕金森病(Parkinson's disease)、抑郁癥、精神分裂癥、癲癇及錐體外系疾病的治療，減輕腦缺血后的腦梗塞灶等慢性疾病及神經(jīng)保護方面都有較好的效果。本課題組通過前期研究證實，在小鼠中度顱腦創(chuàng)傷(moderate traumatic brain injury，mTBI)致傷前30 min給予(S)-4C3HPG可通過抑制谷氨酸釋放及炎癥因子產(chǎn)生，從而減輕顱腦創(chuàng)傷急性期的損傷。而在更為

5、嚴(yán)重的重度顱腦創(chuàng)傷(severe traumatic brain injury，sTBI)發(fā)生后使用該藥物是否也存在腦保護作用目前尚不清楚。臨床研究表明，在顱腦損傷后早診斷、早治療對創(chuàng)傷的預(yù)后起著關(guān)鍵性作用。因此，在前期研究的基礎(chǔ)上，利用重力撞擊致傷法構(gòu)建了小鼠重度腦損傷(sTBI)模型，結(jié)合小鼠腦損傷后腦脊液谷氨酸濃度的動態(tài)變化，在sTBI模型小鼠致傷后急性期給藥，選擇4個時間點(15min、1h、3h、6h)給予(S)-4C3HPG

6、，觀察它對重度腦損傷后急性期傷情的影響，分析其作用與谷氨酸濃度及炎癥因子的關(guān)系，以明確在重度腦損傷后調(diào)節(jié)谷氨酸釋放獲得有效腦保護作用的可能性，進而為應(yīng)用(S)-4C3HPG阻斷谷氨酸的興奮毒性作用，作為創(chuàng)傷性重型顱腦損傷臨床治療的實驗依據(jù)。
　　 主要實驗方法、結(jié)果及結(jié)論：
　　 1.建立小鼠創(chuàng)傷性重度顱腦損傷模型，觀察在致傷后急性期給予(S)-4C3HPG對小鼠傷情的影響
　　 在本課題組建立的中度腦撞擊傷(m

7、TBI)模型的基礎(chǔ)上進行改進，選取SPF級C57BL/6健康雄性小鼠，使用戊巴比妥鈉麻醉小鼠，在小鼠左側(cè)頂葉前囟及后囟間開4mm×4mm骨窗，使用20g重物自50cm高度落下，對左側(cè)頂葉進行撞擊，撞擊直徑3mm，深度3mm，建立重度顱腦損傷模型，致傷后復(fù)原骨片，縫合皮膚。實驗動物完全隨機分為6組，每組10只：①假手術(shù)組：麻醉小鼠后僅進行開顱和縫合處理；②對照組(control)：僅致傷，無任何藥物干預(yù)；③(S)-4C3HPG藥物處理組(

8、4組)：分別在sTBI傷后15 min、1h、3h、6h這4個時間點予以腹腔注射(s)-4C3HPG5mg/kg。在致傷后24 h對各組進行神經(jīng)功能缺損評定。神經(jīng)功能評定后處死小鼠，用干濕重法檢測各組動物損傷側(cè)皮層組織含水量。
　　 結(jié)果：致傷后24 h小鼠均存活、活動減少、反應(yīng)遲緩，肉眼觀小鼠腦組織挫傷明顯、出血。光鏡下早期神經(jīng)元胞體縮小變形、胞核固縮，胞質(zhì)深染等急性壞死性改變。檢測(S)-4C3HPG藥物處理15min組和1

9、h組神經(jīng)功能缺損[分別為(1.70±0.48)、(1.90±0.56)]均顯著低于對照組[(2.80±0.42)]，P<0.01；腦含水量[分別為(80.14±0.28)％、(80.17±0.52)％]與對照組[(82.55±0.34)％]比較，也顯著降低，P<0.01。說明在顱腦撞擊傷后早期給予(S)-4C3HPG減輕了創(chuàng)傷區(qū)域腦水腫，神經(jīng)功能的損害也隨之減輕，傷后盡早予以藥物干預(yù)有較明顯的神經(jīng)保護作用。
　　 2.顱腦損傷急

10、性期應(yīng)用(s)-4C3HPG后腦脊液中谷氨酸濃度的變化與損傷區(qū)炎癥因子表達之間的關(guān)系
　　 在小鼠創(chuàng)傷性重度顱腦損傷后24h時抽取各組小鼠腦脊液。采用梯度高效液相法(HPLC)測定動物重度顱腦撞擊傷模型各組傷后24小時腦脊液中谷氨酸濃度。(RT-PCR)檢測傷后24 h傷側(cè)皮層炎癥因子，測定傷側(cè)皮層炎癥因子TNF-α、IL-1β mRNA含量。
　　 結(jié)果：在sTBI后24h時檢測致傷組小鼠腦脊液中谷氨酸濃度較假手術(shù)組顯

11、著增高(P<0.01)。但與對照組比較，(S)-4C3HPG藥物處理15min、1h組在傷后24h測得的腦脊液中谷氨酸濃度都顯著低于對照組(P<0.01)。而(S)-4C3HPG藥物處理3、6h組與對照組比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。在對傷側(cè)皮層炎癥因子的檢測中顯示，致傷后24 h，(S)-4C3HPG藥物處理15 min、1h組在TNF-α、IL-1β mRNA表達水平與對照組比較明顯降低(P<0.01)。而在(S)-4C3HPG

12、藥物處理3、6h組中傷側(cè)皮層TNF-α、IL-1βmRNA表達水平與對照組無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。實驗證明，神經(jīng)功能損害及腦水腫的程度與傷后谷氨酸濃度及炎癥因子表達水平的增高密切相關(guān)。
　　 結(jié)論：
　　 在顱腦創(chuàng)傷后盡早應(yīng)用(S)-4C3HPG來調(diào)節(jié)谷氨酸的釋放，可明顯減少興奮性氨基酸毒性作用，降低炎癥反應(yīng)的誘發(fā)因素，減輕了神經(jīng)功能的損害。而在急性期后致傷的因素可能主要是炎癥反應(yīng)，即使抑制了谷氨酸的毒性作用，也不