大鼠大脑中动脉缺血再灌注损伤后膜铁转运辅助蛋白的表达变化研究及作用探讨

摘要

第一部分：大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型的建立
　　 脑血管疾病已成为目前人类的第三大重要的死亡原因之一[1]，特别是发病率、致残率高，治愈率低，尤其是大面积、基底节区脑梗死对人类危害更大，因此对该类疾病的防治显得非常重要，可为临床实行超早期治疗与康复护理训练打下基础。因此就需要能制作出可靠的、能重复使用的、能模拟临床病理生理变化的动物模型。近年来人们越来越多的使用线栓法制作大鼠局造性缺血性模型，在于它能近于模拟人类大脑中动脉脑缺血病理过程[2]，从而达到科研的目的。人类最为常见的缺血类型就是大脑中动脉梗塞，所以在实验中动物大脑中动脉栓塞模型应用的也就最多，参照Zealonga线栓法，并加以改进，在实验中使用聚乙烯醇处理后的兔须作为线栓制作MCAO模型，好处在于处理后线栓遇血发生膨胀，可使线栓能够充满所需要栓塞的血管，使血流完全中断，进而提高了模型制作的成功率；使用颈总动脉（CCA）及颈外动脉（ECA）两种不同的进线方法，通过比较神经肌肉运动功能评分、前庭功能评分、脑梗死体积等，进而得出两种制作方法的优缺点。
　　 目的：
　　 用两种进线法建立Wistar大鼠大脑中动脉局灶性脑缺血模型，比较这两种方法的优劣，以观察模型的可靠性，为早期诊治缺血性脑血管病提供理论依据。
　　 方法：
　　 选取健康清洁级Wistar大鼠70只。具体分组如下：对照组（5只）、假手术组（5只）、颈总动脉（CCA）进线组（30只）和颈外动脉（ECA）进线组（30只），后两组按照处死时间分6个亚组，即缺血再灌注后4小时、8小时、16小时、32小时、64小时、128小时，6个亚组，每亚组5只大鼠，建立大鼠脑缺血再灌注损伤动物模型。参照Zealonga的线栓法，加以改进，使用兔须替代尼龙线，经聚乙烯醇处理后分别由颈总动脉（CCA）和颈外动脉（ECA）进线制作栓塞模型。缺血90分钟后，向外抽拔线栓实现再灌注，然后在再灌注后4小时、8小时、16小时、32小时、64小时、128小时联合应用神经肌肉运动功能评分法、前庭运动功能评分法评价大鼠运动功能，3天后处死大鼠，测定大鼠大脑梗塞体积并进行比较两种方法的优缺点。
　　 结果：
　　 颈总动脉进线法和颈外动脉进线法神经肌肉功能评分、前庭功能评分、脑梗死体积分别为4.1±0.645和5.1±0.546、2.6±0.576和3.6±0.519、22.9％±4.6％和30.5％±3.5％，两法比较神经肌肉功能评分及前庭功能评分差异有统计学意义（p<0.05）；两法脑梗死体积相比差异亦有统计学意义（p<0.05）。
　　 结论：
　　 两种方法制作的大鼠脑缺血模型的均出现神经功能障碍，脑组织缺血梗死表现。与颈总动脉进线法相比，颈外动脉进线法大鼠神经行为学评分高、脑梗死体积大、成功率高，模型稳定性好。
　　 第二部分：脑缺血再灌注损伤后膜铁转运辅助蛋白的表达与变化研究及作用探讨
　　 铁是生命体内不可缺少的微量元素，同样又是人体中最丰富的过渡金属[3]。最近研究发现铁的功能远比人们想象的重要。铁在人脑中分布广泛，但这种分布并不是均匀的。人类神经系统的各种细胞中几乎都有铁的分布，如神经元、少突触胶质细胞、小胶质细胞和一部分星形胶质细胞都含量较多，其中含铁量最多的是少突胶质细胞。脑内铁具有极其重要的作用，维持铁的稳念对机体非常重要，众多的研究表明急性脑缺血后机体各器官会出现铁代谢紊乱，铁负荷过重可介导一系列的病理生理变化，从而诱发各种疾病。
　　 研究证明，铁蛋白（transferrin，Tf）和转铁蛋白受体（transferrin receptor，T：fR）是参与铁在脑组织中吸收的两种途径的主要蛋白。研究发现铁在脑细胞中的代谢机制与外周代谢机制大不相同，且前者代谢及平衡机制更为复杂，已有研究证明，铁代谢的主要途径是转铁蛋白受体介导的细胞转铁蛋白-fe（Tf-fe）参与的途径，另外新发现的铁代谢蛋白如膜铁转运蛋白1（Ferroportin1 FP1）、二价金属转运体（DMT1）等也参与了脑的铁代谢过程。膜铁转运辅助蛋白（Hephaestin，Hp）是研究性连贫血（sex-linked anemic，sla）小鼠时发现的一种新的铁转运相关蛋白。该蛋白的表达有明显的组织特异性，其中小肠高度表达。研究表明[4]在小鼠和大鼠的大脑皮层、纹状体、脉络丛、海马、黑质等脑区也有Hp mRNA和蛋白的丰富表达，最近有报道[5]人类Hp在肠道神经系统以及胰腺p细胞也有表达。Hp与铜蓝蛋白（Ceruloplasmin，CP）属同一家族，也是一含铜的亚铁氧化酶，能将有毒的二价铁氧化成无毒的三价铁。到目前为止，已有报道脑缺血后Hephaestin表达的变化，本研究目的是用不同种类的大鼠在不同的缺血再灌注时段观察Hephaestin的表达变化。
　　 目的：
　　 探讨大鼠脑缺血再灌注后Hephaestin在大脑皮层、纹状体表达的动态变化与再灌注时间的关系，初步探讨Hephaestin在脑铁代谢中的作用。
　　 方法：
　　 选取40只健康清洁级Wistar大鼠，随机分为8组，每组5只。第一组（假手术组）仅分离颈总动脉和颈外动脉及颈内动脉，并不进行插线；第二组为对照组，不做任何处理；第三组为缺血/再灌注组，依据再灌注后4小时、8小时、16小时、32小时、64小时、128小时不同时间点分为六个亚组；建立大鼠脑缺血再灌注损伤动物模型，免疫组化染色，通过Leica Q550IW系统进行图像分析，计算出损伤后不同时点大鼠大脑皮层、纹状体区平均光密度值。
　　 结果：
　　 正常大鼠的大脑皮层、纹状体都有Hephaestin表达，缺血侧大脑皮层、纹状体再灌注后8小时表达明显增加并持续到再灌注后64小时，表达高峰出现在再灌注16至32小时期间（P<0.05），至128小时表达较正常对照组有明显减少（（P<0.05）。
　　 结论：
　　 大鼠脑组织中Hephaestin的表达在急性脑缺血再灌注后出现明显的变化，研究表明，在脑缺血再灌注16-32小时后表达最为明显，128小时后表达程度达到低谷。Hephaestin在急性脑缺血的病理生理变化中可能发挥着重要的作用，Hephaestin的表达可能与大鼠缺血的大脑组织损伤程度及脑缺血后脑组织中铁水平变化有密切关系。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一部分 大鼠大脑中动脉缺血再灌注损伤模型的建立与评估

前 言

材料与方法

结 果

讨 论

结 论

第二部分 大鼠大脑中动脉缺血再灌注损伤后膜铁转运辅助蛋白的变化研究及作用探讨

前 言

材料与方法

结 果

讨 论

结 论

附 图

参考文献

综 述

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文