GCPⅡ基因剔除对颅脑外伤后神经元的保护作用以及对外伤性脑水肿的影响

发布时间：2017-04-12 01:16

  本文关键词：GCPⅡ基因剔除对颅脑外伤后神经元的保护作用以及对外伤性脑水肿的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景脑外伤是神经系统疾病中最常见的损伤,对人类的生命有着严重的威胁,其致残率、患病率和死亡率居高不下,并且每年都有上升的趋势。我国人口基数大人口增长快,无论患病还是发病数量都是惊人。早前报道全球每年有近1000万人发生脑外伤,其中有580万人因脑外伤而死亡,占到世界死亡人口的10%,根据预测到2020年脑外伤将成为全球第三大类疾病。我国在研究脑外伤方面,主要侧重在临床方面,如脑外伤的救治、预后以及康复等方面,涉及到颅脑外伤的急救,各种治疗方式的优缺点,治疗后的认知功能障碍护理、后遗症等等,然而对脑外伤的内源性保护机制的研究相对较少。脑外伤引起的神经损伤主要为直接损伤和继发性的间接脑损伤,直接或间接引起的神经元的凋亡以及外伤后脑水肿引起的继发性损害。大脑是动物和人类的一个重要的组织器官,大脑皮层包括大量的神经元,是控制行动、语言、思维活动的重要区域。科学家在人类和动物的实验中发现,脑外伤后大脑皮层的损伤,可以引起严重的行为、语言、思维活动的损害,严重的影响了患者的病情和预后,目前尚缺乏有效的治疗和保护措施,尤其是内源性的保护机制。因此对脑外伤后大脑的保护机制以及措施的研究成为国际和国内近几年研究的热门话题。颅脑损伤后,遭受打击的神经细胞会释放以谷氨酸为主的兴奋型神经递质,激活谷氨酸受体并且直接或者间接的启动电压依赖性Ca2+通道,Ca2+的大量内流使细胞内Ca2+超载。Ca2+与钙离子调节蛋白相结合,进一步的反应作用而使得皮层神经元受到损害。另一方面,产生大量超氧阴离子产生,进一步反应生成过氧化亚硝酸盐离子或亚硝酸根离子,进而进一步抑制能量代谢。能量代谢的抑制使细胞内膜损伤和自由基增加,致使细胞内线粒体肿胀等多种因素引起细胞的凋亡。近年来我们在研究中发现在脑外伤脑损伤后释放大量谷氨酸的同时也释放着一种具有神经保护作用的肽类神经递质N-乙酰天冬氨酸谷氨酸(N-acetylaspartylglutamate,NAAG),NAAG对外伤后谷氨酸的释放具有极强的抑制作用。NAAG肽酶位于胶质细胞上,然而NAAG释放后很快被NAAG肽酶水解成N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate,NAA)及谷氨酸,因此而失去了神经保护作用。由此NAAG肽酶的活性被抑制,从而抑制NAAG的降解,提高突触间隙NAAG的浓度,进而减少谷氨酸释放在病理进程中的进一步损害。NAAG肽酶抑制剂在大量的试验中被成功合成并在谷氨酸过度释放的谷氨酸毒性模型中进一步证实了其保护作用,然抑制剂易受环境以及自身药物浓度等方面的影响而影响其发挥作用的稳定度,NAAG肽酶基因剔除后能更稳定的消除NAAG肽酶的表达从而起到神经保护作用,目前在基因层面的研究目前鲜为少见。在本试验中,应用控制性脑皮质撞击仪,对前期成功建立起来的GCPⅡ基因剔除模型小鼠进行打击制作中度颅脑损伤模型的研究,通过一系列检测指标,观察大脑皮层损伤以及继发性变化,从而进一步认证GCPⅡ基因剔除对小鼠脑外伤后脑组织的保护作用。第一部分小鼠GCPⅡ基因剔除对脑外伤后神经元的影响的研究目的通过对小鼠中度颅脑损伤模型的建立,对小鼠大脑损伤周围区神经元的凋亡情况进行研究,探讨GCPⅡ基因剔除对脑外伤后神经元的影响。方法雄性C57BL/6J小鼠随机20只,随机分成两组(C57BL/6J小鼠假手术组10只,C57BL/6J小鼠颅脑损伤组10只);雄性GCPⅡ基因剔除小鼠20只,随机分成两组(GCPⅡ基因剔除小鼠假手术10只,GCPⅡ基因剔除小鼠颅脑损伤组10只)(均为8-12W,体重20-25g,均由上海南方模式生物研究中心提供)。取0.6%戊巴比妥溶液,80mg/kg对小鼠行腹腔注射麻醉;将小鼠固定于脑立体定向仪(Stoeling Inc.USA);并在人字缝和矢状缝的交界处消毒。作正中切口,镊子分开头皮并用骨膜剥离子剥离骨膜;电钻在人字缝之间和右侧冠状缝、中线旁3mm处进行颅骨钻孔,做出直径为3mm的骨窗并暴露完整硬脑膜;应用Pin PointTMPCI3000精细颅骨撞击仪(Hatteras Instruments Inc.USA)设定打击参数(打击深度1.0mm;打击时间均为80ms;打击速度均为1.5m/s),以直径3mm的打击头行精确撞击小鼠脑皮质。还回骨瓣,头皮进行缝合。假手术组在麻醉后暴露骨窗,对脑皮质不打击,还纳骨瓣并缝合头皮。伤后24h对小鼠进行神经功能评分,断头、取脑、切片后行免疫荧光染色,通过对损伤周围区域凋亡神经元进行计数,观察不同组别神经元凋亡的变化。结果神经功能评分的结果表明,实验结果显示脑外伤后GCPⅡ基因剔除小鼠在神经功能综合评分方面相对C57BL/6J小鼠明显的改善和提高,外伤后GCPⅡ基因剔除小鼠与C57BL/6J小鼠神经功能评分差距有统计学意义(p0.05),GCPⅡ基因剔除小鼠较C57BL/6J小鼠外伤后神经元凋亡数量明显减少,两组数值差距具有统计学意义(p0.05)。结论通过研究我们发现小鼠GCPⅡ基因敲除后,脑组织损伤周围区域神经元凋亡细胞数目明显减少,小鼠神经功能明显改善。第二部分小鼠的GCPⅡ基因剔除对脑外伤后脑水肿的影响的研究目的研究普通小鼠和GCPⅡ基因剔除后小鼠脑外伤后脑水肿以及神经功能的变化,探讨并研究GCPⅡ基因剔除后对脑外伤后脑水肿的影响。方法雄性C57BL/6J小鼠随机20只,随机分成两组(C57BL/6J小鼠假手术组10只,C57BL/6J小鼠颅脑损伤组10只);雄性GCPⅡ基因剔除小鼠20只,随机分成两组(GCPⅡ基因剔除小鼠假手术10只,GCPⅡ基因剔除小鼠颅脑损伤组10只)(均为8-12W,体重20-25g,均由上海南方模式生物研究中心提供)。应用Pin PointTMPCI3000精细颅脑撞击仪,设定参数(打击深度为1.0mm;打击时间为80ms,打击的速度为1.5m/s),精确撞击小鼠脑皮质。小鼠颅脑外伤后24h,进行干湿重比较法测定脑组织含水量,MRI扫描并测量计算损伤区域水肿体积以及T2WI序列的信号强度,行大脑外伤周围区域免疫荧光染色,检测Western Blot检测AQP4蛋白的表达,检测血脑屏障破坏程度。结果GCPⅡ基因剔除小鼠较C57BL/6J小鼠外伤后神经功能明显善(p0.05);GCPⅡ基因剔除小鼠脑组织含水量、水肿体积以及外伤区域T2WI信号强度较C57BL/6J小鼠组降低(p0.05);GCPⅡ基因剔除小鼠明显减少损伤侧伊文思蓝含量(p0.05);GCPⅡ基因剔除小鼠免疫荧光检测到脑组织损伤区域周围星形胶质细胞AQP4蛋白含量明显下降;Western Blot检测AQP4蛋白的表达明显下降(p0.05)。结论小鼠的GCPⅡ基因剔除后脑外伤后脑水肿较C57BL/6J小鼠明显减轻,神经功能明显改善,进一步证明小鼠GCPⅡ基因敲除后对脑外伤后脑组织的保护作用。
【关键词】：颅脑损伤 GCPⅡ 免疫荧光染色 神经功能评分 基因剔除 神经元 凋亡 颅脑损伤 GCPⅡ 基因剔除 AQP4 脑水肿 磁共振成像 免疫荧光 Western Blot检测 血脑屏障
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R651.15
【目录】：

• 摘要5-9
• ABSTRACT9-15
• 符号说明15-16
• 前言16-20
• 第一部分 小鼠GCPⅡ基因剔除对脑外伤后神经元的影响的研究20-38
• 1.1 引言20-21
• 1.2 材料和方法21-32
• 1.3 结果32-35
• 1.4 讨论35-38
• 第二部分 小鼠的GCPⅡ基因剔除对脑外伤后脑水肿的影响的研究38-64
• 2.1 引言38
• 2.2 材料和方法38-55
• 2.3 结果55-62
• 2.4 讨论62-64
• 总结64-65
• 全文讨论65-71
• 参考文献71-84
• 攻读学位期间学术论文84-85
• 致谢85-86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈广文;刘喜玲;刘可;;热休克因子1基因剔除对小鼠生长繁殖的影响[J];中国实验动物学报;2009年04期

2 王晓东;顾卫忠;邢正弘;邵家胜;;基因剔除小鼠的繁育初探[J];实验动物与比较医学;2006年04期

3 陈立,周虹,王健民,郝光荣,卢大儒,孙伟,周彩红,邱信芳,薛京伦;凝血因子Ⅸ基因剔除小鼠遗传稳定性及其临床表型研究[J];复旦学报(自然科学版);1999年04期

4 郝光荣,孙伟,陈立,崔淑芳,汤球,黄立志,曹平;凝血因子IX基因剔除小鼠的遗传及血液学指标检测[J];中国实验动物学报;2002年04期

5 孙岳平;张丽君;张梅;金月娥;柳子星;张洪信;陆顺元;孔辉;王铸钢;;RIG-I基因剔除小鼠表型的初步分析[J];上海交通大学学报(医学版);2008年07期

6 崔振文;张明坤;钟春龙;吴增宝;蔡蕾;匡颖;王铸钢;江基尧;罗其中;;NAAG肽酶基因剔除小鼠模型的建立及鉴定[J];中华神经外科疾病研究杂志;2012年03期

7 栾蓉晖,王冬平,李吉庆,李文龙,战大伟,孙岩松,时彦胜,李桂军,张爱兰;Smad3基因剔除小鼠的血液生理生化指标检测——35日龄Smad3基因剔除小鼠[J];实验动物科学与管理;2002年02期

8 孙岩松,王冬平,杨晓,李文龙,栾蓉晖,战大伟,李吉庆,时彦胜,赵德明;Smad3基因剔除小鼠血清酶活性的变化[J];中国实验动物学报;2003年01期

9 项佑贵,孙霞,王龙,严兰珍,杨桦,刘伟,许勇,徐国江,王一,费俭,傅继梁,王铸钢;BPOZ基因剔除小鼠模型的建立[J];生物化学与生物物理进展;2004年07期

10 孙岩松,吕雅歆,时彦胜,战大伟,李文龙,张爱兰,杨晓;Smad3基因剔除小鼠的繁殖与基因型鉴定[J];中国实验动物学报;2001年03期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 邹洪;马伟;丁澄;金玫蕾;;基因剔除小鼠制作过程中相关技术的建立[A];动物学专辑——上海市动物学会2001年年会论文集[C];2001年

2 毛春明;杨晓;程萱;吕娅歆;黄翠芬;;角质细胞特异性Smad4基因剔除小鼠的建立[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年

3 孙伟;郝光荣;崔淑芳;曹平;汤球;卢大儒;王琪;;凝血因子Ⅸ基因剔除小鼠的选育研究[A];中国实验动物学会青年科技协会第二届学术研讨会论文汇编[C];2001年

4 丁志刚;俞远京;刘惺;陈广文;肖献忠;;BALB/c-HSF1基因剔除小鼠的引种、保种与繁殖特性的观察[A];中国实验动物学会第五届学术年会论文汇编[C];2000年

5 滕俊琳;原田彰宏;武井阳介;中田隆夫;陈建国;广川信隆;;微管相关蛋白(MAPs)在脑的形态发育和神经细胞信号转导方面的作用[A];2005年中国神经心理学学术会议论文集[C];2005年

6 谭国强;丁焕根;吕建新;;对氧还循环反应剂高敏感大肠杆菌的研究[A];中国细胞生物学学会第九次会员代表大会暨青年学术大会论文摘要集[C];2007年

7 陈骐;;Tau蛋白非正常聚集的一种新的基因剔除小鼠模型[A];2013年全国老年性痴呆与相关疾病学术会议论文汇编[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 王坤;我国基因剔除研究取得重大进展[N];中国医药报;2000年

2 储国强;我国基因剔除研究又获重大进展[N];科技日报;2000年

3 本报通讯员 吴志军;杨晓与基因剔除研究[N];科技日报;2000年

4 本报记者 吴志军 通讯员 杨林;青春在生命科学中闪光[N];健康报;2000年

5 本报深度报道组记者 王馨邋毛庆;“与鼠相伴”[N];南京日报;2008年

6 王世恩 特约记者 王坤;四医大建立基因剔除动物模型[N];解放军报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 何志颖;规范化基因剔除小鼠技术体系的研究[D];第二军医大学;2006年

2 蔡友庆;γ-氨基丁酸转运蛋白亚型Ⅰ（GAT1）基因剔除小鼠系的建立与表型分析[D];中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 郭杨;GCPⅡ基因剔除对颅脑外伤后神经元的保护作用以及对外伤性脑水肿的影响[D];上海交通大学;2015年

2 梁伟东;酿酒酵母菌关键酶基因剔除对谷胱甘肽及氨基酸合成的影响[D];兰州大学;2008年

  本文关键词：GCPⅡ基因剔除对颅脑外伤后神经元的保护作用以及对外伤性脑水肿的影响，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：300408