低声压次声对大鼠颅脑损伤后胶质纤维酸性蛋白及生长相关蛋白43表达的影响

发布时间：2017-05-09 19:04

  本文关键词：低声压次声对大鼠颅脑损伤后胶质纤维酸性蛋白及生长相关蛋白43表达的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：背景创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury, TBI),又称脑外伤,是由外伤引起的脑组织结构和功能严重损害的疾病,多发生于交通事故、摔伤、火器伤等意外事故和自然灾害等情况,高致残和致死率给社会及家庭带来巨大的经济负担和医疗护理负担。脑外伤并非单一的脑组织损伤,它包括外力直接作用于中枢神经系统而引起的原发性损伤,以及在原发性损伤的基础之上,随着伤后的炎症反应、病理生理变化及出血、脑水肿等因素所引起的继发性损伤。其中脑外伤后继发性颅脑损伤是造成神经元死亡和神经功能障碍的主要原因,从而导致学习、记忆和运动功能障碍等严重后遗症。如何预防和治疗脑外伤以及如何最大程度地促进神经功能的修复,降低脑外伤后功能障碍的发生率已成为当今的研究热点。目前,对脑外伤的治疗,临床上多采用防治脑水肿、降低颅内压和冬眠低温等保守治疗方法,然而中枢神经系统的损伤修复效果并不满意。康复治疗的早期介入已日益受到广大医务人员重视,并且已取得了明显的疗效。积极寻求有效的促进神经功能恢复的干预方法,已成为现在康复医学的研究热点,而且具有相当大的社会意义及可观的经济价值。物理治疗是康复治疗的重要手段之一,次声作为众多物理因子中的一种,在医学领域中现阶段应用仍较少。次声,即频率为0.0001Hz-20 Hz的机械振动波,在自然界中广泛存在。次声的频率低,波长长,故在传播过程中不易被介质吸收,因此具有很强的穿透力,且在大气中具有衰减小,传播远的特性。次声的生物学效应与其强度有关,研究证明,高于90dB的次声对生物体有损害作用,而强度低于90dB的次声,即低声压级次声,具有脑保护及促进神经再生的作用。生理学研究结果表明,人体内器官存在一个固定的振动频率,头部为8-12HZ、内脏为4-8 HZ,心脏为4-6 HZ,这些固有频率都在次声频率范围内,可引起机体产生共振作用。近年有学者发现,低声压级次声可与生物体产生缓慢而轻柔的共振作用,其还可以产生力学、热学、光学、电学等多种物理效应,因此,地声压级次声次声不仅不会对生物体产生损伤,还可以对生物产生深部按摩作用,增强机体抗氧化系统酶活性,增高代偿反应。由于次声的频率很低,所以大气对次声波的吸收系数很小,因而其穿透力极强,可传播至极远处而能量衰减很小,因此它的穿透力较强,能在人体内很好的传播,可穿透致病态组织(细胞)内,使病态组织内闭塞的血管重新开放,改善病态组织内的血液循环,为促进氧气、吞噬细胞、免疫球蛋白等物质向病变组织输送提供了有利条件。本实验小组前期细胞实验中发现,低声压级次声可促进骨髓间充质干细胞存活素的表达,从而促进BMSCs的增殖,抑制其凋亡；在动物实验中发现,应用低声压级次声作用于脑缺血再灌注大鼠可刺激胰岛素样生长因子-1(IGF-1)分泌和促进大鼠脑缺血周围星形胶质细胞表达,从而使大鼠梗死面积缩小,神经症状明显改善。故据此推测,低声压级次声可能对脑外伤也具有治疗作用。前期的研究中发现连续作用7天可达到较好的治疗效果,故本研究选择连续干预7天。然而次声作用后的影响和生物效应与次声的参数有关,每天作用时间的长短不同,所得的结果也不同。故本次实验重点研究了次声在60min、90min、 120min干预时间对大鼠脑外伤后作用影响。颅脑损伤后,脑组织内神经元标志物会发生改变,通过观察这些标志物的变化可以评估颅脑损伤后修复的程度。胶质纤维酸性蛋白(Glial Fibrillary Acidic Protein GFAP)是星形胶质细胞骨架的中间丝蛋白,在星形细胞中有丰富而特异性的表达,参与神经损伤的修复与再生,是星形细胞活化的客观标志蛋白之一,对于维持星形胶质细胞形态结构的稳定至关重要,并决定着星形胶质细胞对神经损伤反应的程度,是星形胶质细胞的标志物。星形胶质细胞可分泌多种神经营养因子,如神经生长因子、脑源性神经营养因子、血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等,从而保护受损神经元,增加突触的联系,促进神经修复及神经功能恢复。星形胶质细胞还可以维持离子平衡、调节能量代谢、对抗氧化应激。生长相关蛋白43(Growth associated protein-43 GAP-43)是一种神经特异性的蛋白质,对神经纤维生长、发育、再生以及突触功能维持和递质释放都起重要作用。GAP-43在神经发育和损伤修复过程中高水平表达,可调节轴突延伸作用,改变细胞形态,对轴突生长和突触建立有重要作用,被认为是神经元发育和再生的内在决定因子。目的本实验拟通过大鼠颅脑外伤后予以低声压级次声干预,观察大鼠mNSS评分及结合病理组织学、免疫组织化学染色法观察大鼠颅脑外伤后胶质纤维酸性蛋白(GFAP)及生长相关蛋白43(GAP-43)表达的影响,探讨次声对大鼠脑损伤后神经组织保护修复的影响及相关治疗机理。方法1.动物及分组健康Sprague-Dawley雄性大鼠30只,体重200-250 g,室温、常湿饲养,普通饲料,自由饮水。将30只SD大鼠随机分为5组,分别为假手术组(n=6)、模型组(n=6)、次声60min组(n=6)、次声90min组(n=6)和次声120min组(n=6)。2.脑外伤动物模型的制备采用Feeney法制作颅脑外伤模型,用1%戊巴比妥钠(30mg/kg)将实验动物腹腔注射麻醉后,将大鼠头部固定于解剖板上,常规备皮、消毒、铺巾,沿头正中切开头皮,剥离骨膜,暴露左侧顶骨,于冠状缝后1.5mm、矢状缝旁2.5mm钻一骨孔,咬除颅骨,直至形成一直径为5mm骨窗,显露硬脑膜。在硬脑膜上放置一与骨孔大小吻合的垫片,用20g砝码于30cm高处沿外周导管坠落,直接撞击撞垫进行一次打击(撞击能量为600g·cm),造成左顶叶脑挫裂伤。打击后用双氧水、生理盐水反复冲洗伤口。硬膜外置明胶海绵止血,骨蜡封闭骨窗,缝合头皮。将实验动物置于37℃恒温板复温,致麻醉清醒后放回笼中。假手术组除了不造成颅脑外伤外,其余步骤同模型组及次声组。3.纳入及剔除标准：在规定缺血时限内(术后2-3h)按Zea Longa5分制评分标准评分：0分,无神经损伤症状；1分,不能伸展对侧前爪；2分,向外侧划圈；3分,向对侧倾倒；4分,不能自发行走,意识丧失。1分以上视为造模成功。如未出现右侧肢体瘫痪(0分)或已死亡的动物被剔除。随机补充剔除标本,保证最终纳入分析的动物共30只。4.处理方法次声组按次声干预时间的长短随机分成60分钟组、90分钟组、120分钟组,分别给予次声干预60分钟、90分钟、120分钟,连续7天。模型组干预过程中除不开机外,其余过程同次声组。假手术组只打开颅窗,不损伤脑组织,不进行次声干预。5.疗效评价术后第7天对纳入分析的实验动物按照改良神经功能缺损评分(modified Neurological Severity Scores, mNSS)进行评分,最后取脑片行HE染色及免疫组织化学染色,观察各组大鼠脑损伤周围组织病理改变及胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillaryacidic protein, GFAP)及生长相关蛋白43 (Growth associated protein-43)表达的变化。统计学方法采用SPSS 13.0统计学软件进行分析,各组数据以(x±s)表示,各组mNSS评分和IOD值采用方差分析,组间两两比较比较采用LSD法,以P0.05作为统计学差异检验标准。结果次声3组与模型组的mNSS评分均存在差异(P0.05),次声三组间的mNSS评分无差异(P0.05)；免疫组化结果：①五组间的GFAP表达存在统计学意义(P0.05),3个次声组GFAP的IOD值与模型组比较均存在差异(P0.05),3个次声组间GFAP表达无明显差异(P0.05)。②五组间的GAP-43表达存在统计学意义(P0.05),3个次声组GAP-43的IOD值与模型组比较均存在差异(P0.05),3个次声组间GAP-43表达无明显差异(P0.05)结论1、低声压级次声治疗能够显著降低神经功能评定总分,促进神经功能恢复。2、低声压级次声可促进大鼠脑外伤区周围组织GFAP的表达,促使星形细胞活化,参与神经损伤的修复与再生。3、低声压级次声可促进大鼠脑外伤区周围组织GAP-43的表达,对轴突生长和突触建立有重要作用。4、根据以上研究结果,我们推测：①低声压级次声每天作用时间大于60min时,大鼠可产生适应现象。5、低声压级次声对脑外伤后大鼠具有神经保护作用。
【关键词】：次声 脑外伤 胶质纤维酸性蛋白 生长相关蛋白43
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R651.15
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-16
• 第一章 研究背景16-26
• 第一节 脑损伤后神经可塑性16-21
• 一、神经可塑性理论的发展16-17
• 二、脑可塑性的相关机制17-19
• 三、康复治疗对脑损伤后神经可塑性的影响19-21
• 四、结语21
• 第二节 次声对脑的生物学效应21-26
• 一、次声生物学效应的研究现状22
• 二、次声对大脑生物学效应的研究现状22-24
• 三、存在问题24-25
• 四、展望25-26
• 第二章 实验部分26-47
• 第一节 低声压次声对脑外伤后大鼠行为学的影响26-33
• 1 材料及方法26-29
• 2 统计学分析29
• 3 结果29-30
• 4 讨论30-33
• 第二节 低声压次声对大鼠脑外伤后GFAP和GAP-43表达的影响33-47
• 1 材料及方法34-38
• 2 统计学分析38
• 3 结果38-42
• 4 讨论42-47
• 参考文献47-55
• 全文总结55-56
• 附录56-57
• 附图57-59
• 硕士期间论文发表情况59-60
• 致谢60-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 袁华,陈景藻,李玲,饶志仁,邱建勇;次声作用后大鼠脑中热休克蛋白70的表达和分布[J];第四军医大学学报;1998年06期

2 赵志刚;次声与应激[J];国外医学(物理医学与康复学分册);2000年03期

3 李力仙,王天佑,钟震宇;自由落体和液压致大鼠脑损伤的对比研究[J];中华实验外科杂志;1999年05期

4 邱萍藻,张作明,姜勇藻,郭群,王冰,苟琳,陈景;次声暴露对大鼠血视网膜屏障超微结构的损害[J];中华眼科杂志;2002年08期

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本文编号：353082