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目的
缺氧缺血性脑损伤(HIBD)的发病机制是复杂的,随着对HIBD发病机制的进一步认识,HIBD后迟发性神经元死亡的发生与细胞凋亡密切相关。由于凋亡进展缓慢而且可逆,为治疗HIBD提供了时间窗。脑组织水通道蛋白-4(Aquaporin-4,AQP-4)在围产期新生儿窒息中的作用还不十分清楚,本研究亦在探讨HIBD时AQP-4的表达及其与脑细胞凋亡的关系。
方法
新生7日龄Wistar大鼠30只,随机分为对照组(10只)和实验组(20只)。实验组根据处死时间不同又分为2个亚组:1d组、3d组,每亚组各10只。实验组新生大鼠采用结扎左侧颈总动脉后置于含8%浓度氧的低氧环境中2小时制备而成;对照组新生大鼠仅分离颈动脉,未结扎及缺氧。两组均于造模后1d、3d留取其脑组织,采用HE染色、电镜、免疫组织化学检测脑组织AQP-4表达及脑细胞凋亡情况。采用SPSS16.0软件进行分析。
结果
1、行为能力改变:缺氧缺血后新生大鼠出现不同程度的行为异常,如自发左旋,逐渐失去平衡能力,部分鼠出现抽搐,尿、便失禁,嗜睡或昏睡状态,有的昏迷;
2、HE染色和电镜:二者结果均证实,新生大鼠HIBD时凋亡是神经细胞主要的死亡形式,与坏死共存,且凋亡的发生先于坏死;凋亡的细胞主要位于选择性细咆死亡区、病变较轻的丘脑和海马CA2/CA3区域、病变较重的皮质和纹状体边缘内带;而坏死的细胞主要位于病变较重的皮质和纹状体的中心。HE染色显示缺氧缺血组大鼠大脑皮质出现局灶性神经元核固缩,核碎裂,核仁偏位或消失,胶质细胞增生,基质疏松;电镜可更加清晰、细致的观察细胞凋亡的改变,明确区别正常神经细胞,早、中、晚期凋亡细胞及坏死细胞。
3、免疫组织化学染色:缺氧缺血组新生大鼠脑组织AQP-4表达较对照组明显增加,实验组脑细胞胞浆内可见大量棕黄色颗粒沉着,而对照组仅在脑实质血管周围,星形胶质细胞可见少量棕黄色颗粒,对照组脑组织的AQP-4的免疫组化平均OD值(0.23±0.05)低于实验组(HIBD后1d0.25±0.03;HIBD后3d0.27±0.03),差异有统计学意义(P＜0.05)。
结论
1、HE染色、免疫组化及透射电镜均证实新生大鼠HIBD时凋亡是神经细胞主要的死亡形式、与坏死共存,凋亡先于坏死。凋亡的细胞主要位于选择性细胞死亡区、病变较轻的丘脑和海马CA2/CA3区域、病变较重的皮质和纹状体边缘内带;而坏死的细胞主要位于病变较重的皮质和纹状体的中心。迟发性的细胞凋亡是加重及扩展病损区的一个因素。
2、AQP-4在缺氧缺血时明显表达,表明AQP-4可能参与了HIBD的发病过程,AQP-4出现在凋亡细胞较多的部位,表明可能与脑细胞凋亡密切相关。