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目的:探讨NMDA受体和水通道蛋白-4在创伤性脑水肿发生与发展的过程中之间的关系以及创伤性脑损伤后NMDAR激活与否对AQP4的影响和AQP4对NMDAR1的影响。方法:采用自制改良型Feeney’s自由落体脑创伤装置(冲击力:600g×cm),建立局灶性中度脑创伤模型。实验分为野生型AQP4组和AQP4敲降组。(一)野生型AQP4组(n=60),将60只雄性SD大鼠随机分为五组,假手术组、致伤组、生理盐水组(致伤+生理盐水干预)、MK-801组(致伤+MK-801干预)、NMDA组(致伤+NMDA干预),每组各12只(n=12)。假手术组,仅切开头皮和颅骨开窗,不致脑损伤;致伤组,致伤后不给予干预;生理盐水组,致伤后20分钟腹腔内注射0.9%生理盐水(1ml/Kg);MK-801组,致伤后20分钟腹腔内注射NMDA受体拮抗剂MK-801(1mg/kg);NMDA组,致伤后60分钟腹腔内注射NMDA受体激动剂NMDA(20mg/kg)。致伤后24小时取材。应用Western Blot法检测AQP4的蛋白在创伤性脑水肿中的整体表达变化;免疫荧光染色、激光共聚焦显微镜观察AQP4在创伤性脑水肿中的区域表达变化。(二)AQP4敲降组(n=72),随机选取72只雄性SD大鼠,经过RNA干扰技术后,分为六个亚组:生理盐水对照组、GFP对照组、LV1组、LV2组、LV3组、LV4组,每组各12只(n=12)。生理盐水对照组,使用微量注射器局部脑皮质内注射0.9%生理盐水30μl;其他各组分别注射等计量GFP、LV1、LV2、LV3、LV4干扰剂。RNA干扰剂干扰后48小时,制作脑创伤模型,致伤后24小时取损伤灶区脑组织。应用实时定量PCR (Real-time PCR)、Western Blot法检测AQP4基因敲降效果,及NMDAR1的基因表达水平的变化。结果:(一)AQP4在NMDA受体拮抗剂MK-801干预后,损伤区的整体表达变化结果:给予NMDA受体拮抗剂MK-801之后,AQP4的蛋白表达水平会明显下降,(P<0.05);(二)AQP4在NMDA受体拮抗剂MK-801和激动剂NMDA干预后,损伤区的区域表达变化结果:1、海马CA1、CA2、CA3区AQP4免疫组化染色阳性信号的面积百分比:脑创伤后,致伤组与假手术组CA1区、CA2区、CA3区AQP4的免疫阳性信号比较,MK-801组与致伤组、假手术组CA1区、CA2区、CA3区AQP4的免疫阳性信号比较,NMDA组与致伤组、假手术组CA1区、CA2区、CA3区AQP4的免疫阳性信号比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。2、损伤侧皮层区(Cortex)AQP4免疫组化染色阳性信号的面积百分比:脑创伤后,致伤组与假手术组损伤侧皮层区AQP4的免疫阳性信号比较,差异无统计学意义(P>0.05)。MK-801组与假手术组损伤侧皮层区AQP4的免疫阳性信号比较,差异无统计学意义(P>0.05),而MK-801组与致伤组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。NMDA组与假手术组损伤侧皮层区AQP4的免疫阳性信号比较,差异无统计学意义(P>0.05)。3、齿状回(Dental Gerus)区AQP4免疫组化染色阳性信号的面积百分比:各组间比较,差异无统计学意义。(三)在体实验研究AQP4基因被RNA干扰之后,NMDAR1基因表达的变化结果:1、实时定量PCR法检验RNA干扰之后AQP4基因的表达水平,结果表明,四个序列不同的病毒对AQP4基因均有敲降作用,其中病毒载体LV1和LV3使AQP4基因下降了57.9%和53.3%,作用显著,差异有统计学意义(P<0.01)。Western Blot检测结果显示, AQP4蛋白的表达水平降低30.7%-44.9%,差异有统计学意义(P<0.01)。2、实时定量PCR法检验结果显示,当AQP4基因在RNA干扰之后,NMDAR1的基因表达水平下降19.1%-34.2%;其中病毒载体LV1、LV3的NMDAR1的基因表达水平降低了34.2%和30.7%,差异有统计学意义(P<0.01)。结论:1、NMDA受体的激活与抑制,对AQP4具有明确的调节作用,其中对海马各区(CA1、CA2、CA3)的调节作用更为明显。2、AQP4的表达被干扰之后,可以引起NMDAR1的表达水平下降,AQP4降低,NMDAR也会降低。