脑室周围白质软化大鼠脑组织TLR4表达变化及与细胞凋亡的关系

摘要

背景：脑室周围白质软化(Periventricular Leukomalacia，PVL)是早产儿最常见的脑损伤形式，也是存活早产儿出现神经发育和行为障碍的主要原因。TLR4(Toll likereceptor4)是介导脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)最主要的受体，在免疫应答和炎症反应中起重要作用。近年来研究发现在LPS介导的早产儿PVL的发病机制中TLR4参与其中发挥了重要作用，且最新研究显示TLR4在心、肺、肝、血管等缺血再灌注引起的炎症损伤中也起到了重要作用，但在缺氧缺血导致的PVL模型中，TLR4的变化规律及作用尚属少见，有待我们进一步研究。
　　 目的：选择3日龄未成熟大鼠，通过缺氧缺血性损伤制作脑室周围白质软化模型，通过测定不同时间点脑组织细胞凋亡及TLR4在mRNA和蛋白水平的表达变化情况，探讨TLR4在该模型中的表达变化规律以及与细胞凋亡的关系，进一步阐明TLR4在早产儿PVL发病机理中的作用，为该病的研究提供客观的实验依据。
　　 方法：140只3日龄体重5.8-10.5g新生SD大鼠，性别不限，随机分为实验组(缺氧缺血组)75只和对照组(假手术组)65只。实验组通过结扎右侧颈总动脉，置放于6％氧气+94％氮气混合气体中4小时，制作早产儿脑室周围白质软化动物模型。对照组新生大鼠用同样方法分离右侧颈总动脉，但仅将手术线从颈总动脉下穿过，不予结扎，亦不予缺氧处理。在模型制备后6小时、12小时、24小时、3天、7天将动物处死，取脑组织制作石蜡切片，或将脑组织置于液氮罐中待用。实验过程中实验组死亡15只，对照组死亡5只，故进入实验的两组均为60只。观察缺氧缺血前后大鼠行为改变并测量术后不同时点体重变化；常规观察脑组织的病理变化；Tunnel法测细胞凋亡情况；采用免疫组化及RT-PCR等实验方法检测该模型中不同时间点脑组织TLR4在mRNA和蛋白水平的表达情况。SPSS17.0进行统计分析，P<0.05为差异有统计学意义。
　　 结果
　　 1.实验组动物行为学及病理改变：缺氧缺血中大鼠主要表现为全身发绀，激惹、躁动不安，四肢强直抽动，大小便失禁，部分动物于缺氧缺血过程中死亡。缺氧缺血完成后，新生大鼠有吃奶减少，活动减少，动作不协调等异常表现。实验组新生大鼠于缺氧缺血后24h开始出现体重增长减慢，3d后开始出现体重追赶式生长，实验组缺氧缺血后24h、3d、7d体重与对照组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。实验组各组随缺氧缺血时间的延长，病理改变越来越重，缺氧缺血6小时可见脑组织白质内胶质细胞间隙增宽；12小时胶质细胞胞体肿胀，细胞走行出现紊乱；24小时细胞间隙增宽更明显，小胶质细胞增生，星形胶质细胞肥大；3天可见脑室周围白质广泛疏松，白质结构紊乱；7天右侧脑室旁白质可呈筛网状坏死。
　　 2.细胞凋亡情况：实验组脑室周围白质及胼胝体区于缺氧缺血后6h即出现凋亡细胞百分率升高，3d达高峰，7d开始下降；对照组存在少量的凋亡细胞。实验组各时间点凋亡细胞百分率与对照组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。
　　 3.TLR4在蛋白水平的表达状况：实验组脑室周围白质及胼胝体区于缺氧缺血后6h TLR4蛋白表达量开始增加，3d达高峰，7d开始下降；对照组各时间点TLR4蛋白的免疫阳性表达较少。实验组各时间点TLR4在蛋白水平表达与对照组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。
　　 4.TLR4mRNA的变化：实验组脑组织于缺氧缺血后6h TLR4 mRNA即开始增加，3d时达高峰，7d开始下降；对照组脑组织内可见少量的TLR4mRNA激活。实验组各时间点TLR4 mRNA激活与对照组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。
　　 5.未成熟大鼠缺氧缺血性脑室周围白质软化模型中，TLR4mRNA和蛋白水平的表达相关性分析显示二者呈正相关(r=0.675，P<0.05)。
　　 6.未成熟大鼠缺氧缺血性脑室周围白质软化模型中，TLR4mRNA和凋亡细胞百分比的相关性分析显示二者呈正相关(r=0.575，P<0.05)。
　　 7.未成熟大鼠缺氧缺血性脑室周围白质软化模型中，TLR4蛋白表达量和凋亡细胞百分比的相关性分析显示二者呈正相关(r=0.774，P<0.05)
　　 结论
　　 1.新生3日龄大鼠单侧颈总动脉结扎加低氧(6％O2)4h处理可以成功制作早产儿脑室周围白质软化损伤模型。
　　 2.细胞凋亡在缺氧缺血导致的PVL的发病机制中有重要作用。
　　 3.TLR4参与了缺氧缺血所致的早产儿脑室周围白质软化的发病机制。
　　 4.TLR4有可能是通过促进细胞凋亡来发挥神经细胞的损伤作用。