豐富環(huán)境對局灶性腦梗死大鼠行為學(xué)恢復(fù)及NF、GFAP、GAP-43表達(dá)的影響.pdf

1、目的：腦卒中是我國常見病，發(fā)病率、致殘率高，幸存者中約70-80％殘留有不同程度的后遺癥，約40％生活不能自理，不但患者本人非常痛苦，也給患者家庭和社會帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。目前，腦卒中康復(fù)正在日益開展，其療效也受到人們的認(rèn)可。但是卒中后康復(fù)結(jié)果受到多方面因素的影響，近些年環(huán)境因素受到人們的廣泛關(guān)注。在實驗性卒中研究資料中，有確鑿的證據(jù)表明，將大鼠飼養(yǎng)于豐富環(huán)境中，其預(yù)后比飼養(yǎng)在標(biāo)準(zhǔn)的實驗環(huán)境中明顯要好<'[6]>。但豐富環(huán)境是如何發(fā)揮作用

2、的，其環(huán)境中各種因素哪種因素發(fā)揮了主要作用尚不清楚，并且豐富環(huán)境的分子作用機制眾多，哪種機制是豐富環(huán)境作用結(jié)果需要進(jìn)一步研究。為此，進(jìn)一步研究卒中后豐富環(huán)境對功能恢復(fù)的影響及其作用機制，對將來在神經(jīng)生物學(xué)的基礎(chǔ)上設(shè)計腦卒中康復(fù)的最佳策略非常必要。 眾所周知，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)具有可塑性。腦卒中患者的神經(jīng)影像學(xué)研究表明卒中后CNS活動模式發(fā)生了變化。有研究顯示局限性皮層損傷會引起梗死灶周圍皮質(zhì)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞樹突、軸突生長分叉

3、以及突觸數(shù)量增多，并認(rèn)為自發(fā)的功能恢復(fù)與CNS的這種可塑性變化有關(guān)。但豐富環(huán)境對腦梗死后梗死灶周圍皮質(zhì)樹突和突觸可塑性變化影響的研究很少，未見以神經(jīng)元骨架蛋白標(biāo)記物NF、星型膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物GFAP以及生長相關(guān)蛋白GAP-43為指標(biāo)的研究。為此，我們在成功的建立了大鼠局灶性腦梗死模型的基礎(chǔ)上，隨機分為豐富環(huán)境組、社會交往組、獨居組和假手術(shù)對照組。采用行為學(xué)指標(biāo)、免疫組織化學(xué)技術(shù)等，觀察了豐富環(huán)境對局灶性腦梗死大鼠行為后果、梗死灶周圍皮質(zhì)區(qū)

4、NF、GFAP、GAP-43表達(dá)的影響，以便探討豐富環(huán)境對CNS結(jié)構(gòu)可塑性的影響及其機制。 方法：健康雄性SD大鼠110只，其中105只電凝法造成右側(cè)大腦中動脈阻斷(MCAO)模型后，隨機選取5只于術(shù)后1周行TTC染色，其余隨機分為獨居組(n=30)獨居于標(biāo)準(zhǔn)籠，社交組(n=40)5只一組群居于標(biāo)準(zhǔn)籠，豐富環(huán)境組(n=30)10只一組居于豐富環(huán)境籠；假手術(shù)對照組(n=5)僅開顱不電凝大腦中動脈，居于標(biāo)準(zhǔn)籠。在各手術(shù)組隨機選取15

5、只在術(shù)后1天、3天、1周、2周、3周、4周進(jìn)行行為學(xué)評價。除社會交往組于術(shù)后1天、3天時隨機取5只，假手術(shù)對照組1周時處死外，其它各試驗組分別于術(shù)后1周、2周、3周、4周各組隨機選取5只大鼠處死，剖顱取腦。石蠟包埋。NF、GFAP、GAP-43免疫組化染色，測定其在腦梗死灶周圍皮質(zhì)的表達(dá)情況。 結(jié)果：行為學(xué)評分：1．造模成功與否的判斷：術(shù)后24小時，手術(shù)組大鼠均出現(xiàn)明顯的偏癱體征，Berderson評分多為2分(其中2只1分，9

6、5只2分，8只3分)。假手術(shù)組大鼠無明顯異常。2．Berderson神經(jīng)功能評分：術(shù)后1～14天時各手術(shù)組評分無明顯差異(P>0.05)，豐富環(huán)境組于21～28天恢復(fù)明顯優(yōu)于獨居組和社交組(P<0.05)；獨居組和社交組之間始終未見明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。3．修訂的神經(jīng)功能評分(mNSS)：造模后1～7天各手術(shù)組評分無明顯差異(P>0.05)。于14～28天時豐富環(huán)境組mNSS運動和平衡單項評分及總分均明顯低于獨居組和社交組(P

7、<0.05)；感覺、反射及不正常運動評分各組比較無明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)；獨居組評分低于社交組，但無明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。梗死灶周圍皮質(zhì)NF表達(dá)的時程變化：假手術(shù)對照組光密度值為0.1244±0.0080。在社會交往組可見MCAO術(shù)后1天NF表達(dá)即下降，3天時表達(dá)更少。各手術(shù)組可見術(shù)后第1周時表達(dá)均低于假手術(shù)組，至2周時最低，然后隨時間進(jìn)展又逐漸增高。其中獨居組下降速度最快，其次是社交組，豐富環(huán)境組下降最緩。同時各組比

8、較各時間點豐富環(huán)境組NF表達(dá)均明顯高于社會交往組及獨居組(P<0.001)，社會交往組同獨居組比較在術(shù)后1周、3周、4周也表現(xiàn)出統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。 梗死灶周圍皮質(zhì)GFAP表達(dá)的時程變化：在社會交往組，造模大鼠梗死灶周圍皮層GFAP陽性細(xì)胞計數(shù)術(shù)后1天即增多(23.07±4.08)，3天表達(dá)更多(33.80±3.05)，同假手術(shù)組比較均有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。各手術(shù)組MCAO術(shù)后1周均明顯高于假手術(shù)組(P<0.

9、01)，并且隨時間進(jìn)展表達(dá)逐漸降低，但達(dá)4周仍高于假手術(shù)對照組(P<0.01)。各時間點豐富環(huán)境組陽性細(xì)胞數(shù)目均明顯多于獨居組和社交組(P<0.01或P<0.05)，社交組多于獨居組(P<0.01或P<0.05)。 梗死灶周圍皮質(zhì)GAP-43表達(dá)的時程變化：手術(shù)組梗死灶周圍皮質(zhì)GAP-43表達(dá)均高于假手術(shù)組，除獨居組術(shù)后第1周同假手術(shù)組比較無統(tǒng)計學(xué)差異外(P=0.115)，各手術(shù)組其它各時間點同假手術(shù)組比較均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0

10、.05)。梗死后梗死灶周圍皮質(zhì)GAP-43隨時間表達(dá)表現(xiàn)為逐漸增高，到第2周左右達(dá)高峰然后逐漸下降。并且豐富環(huán)境組增高最明顯，獨居組僅稍高于假手術(shù)組。各組之間比較，豐富環(huán)境組各時間點GAP-43表達(dá)均明顯優(yōu)于其它組(P<0.01)，社會交往組術(shù)后第1、2周時明顯優(yōu)于獨居組(P<0.01)。 結(jié)論： 1．本研究采用開顱電凝嗅束近端至大腦下靜脈之間一段MCA．的方法，成功地制作了大鼠大腦中動脈分布區(qū)局灶性腦梗塞模型。

11、 2．局灶性腦梗塞后給予豐富環(huán)境可促進(jìn)大鼠行為學(xué)功能的恢復(fù)。 3．NF在維持神經(jīng)細(xì)胞正常形態(tài)和軸漿運輸方面具有至關(guān)重要的作用。豐富環(huán)境促進(jìn)了局灶性腦梗塞后大鼠梗死灶周圍皮層NF的表達(dá)。 4．GFAP作為星形膠質(zhì)細(xì)胞(AST)中的標(biāo)志蛋白，通過AST膜上5-羥色胺等受體以及形成或分泌的神經(jīng)生長因子等活性物質(zhì)，來穩(wěn)定缺血組織的形態(tài)學(xué)完整性。豐富環(huán)境促進(jìn)了局灶性腦梗塞后大鼠梗死灶周圍皮層GFAP的表達(dá)。 5．GAP-4