头孢曲松在蛛网膜下腔出血早期脑损伤中的保护作用及机制研究

发布时间：2018-04-11 12:15

本文选题：头孢曲松 + 蛛网膜下腔出血　；参考：《浙江大学》2016年博士论文

【摘要】：研究背景蛛网膜下腔出血在所有脑卒中只占5%左右,但是其致残率和致死率较高。因此,对蛛网膜下腔出血病理机制的研究得到了广泛的关注。在过去的六十多年来,迟发性的脑血管痉挛一直被认为是导致蛛网膜下腔出血病人不良预后的主要原因。虽然有大量围绕着蛛网膜下腔出血后血管痉挛展开的实验被实施,以试图阐述蛛网膜下腔出血的病理机制,然而针对血管痉挛的治疗并没有在临床上取得成功。近年来,多项大型的多中心的临床试验研究结果提示蛛网膜下腔出血的不良预后与脑血管痉挛之间并无统计学联系。近来的研究表明,早期脑损伤是蛛网膜下腔出血脑损伤的主要病理过程。早期脑损伤是指蛛网膜下腔出血发生后72小时内的脑组织损伤,其病理过程非常复杂,可能涉及颅内压增高,脑水肿,血脑屏障破坏,脑灌注压降低等。早期脑损伤的发生机制包括细胞凋亡、炎症反应和神经兴奋性毒性等,具体的分子机制尚需进一步研究。谷氨酸是中枢神经系统中最主要的神经兴奋性递质,在低浓度下即具有神经毒性。蛛网膜下腔出血后,神经元胞质及红细胞中的谷氨酸被释放,聚集在胞外引发脑组织神经兴奋性损伤。兴奋性氨基酸转运体2 (excitatory amino acidtransporter2, EAAT2)是将突触谷氨酸转运回细胞内间隙的主要转运体,在鼠中又被称为谷氨酸转运体1 (Glutamate transporterl, GLT1)。有研究表明,EAAT2在脑卒中、肌萎缩性侧索硬化症及癫痫发作中表达明显降低,在胞间聚集的谷氨酸不能得到及时的转运,造成了脑损伤。头孢曲松是一种β-内酰胺类抗生素,能较好地通过血脑屏障发挥作用。有研究表明,β-内酰胺类抗生素能够刺激EAAT2的表达,在脑外伤、脑卒中、肌萎缩性侧索硬化症等疾病中提供了神经保护作用。但是,β-内酰胺类抗生素在蛛网膜下腔出血早期脑损伤中的作用仍需进一步的探究。本实验评估了头孢曲松对大鼠蛛网膜下腔出血早期脑损伤的神经保护作用,探索了头孢曲松对早期脑损伤中神经兴奋性毒性、炎症反应、细胞凋亡及血脑屏障破坏的作用,并进一步探究了可能存在的机制。实验方法1.采用血管内线栓穿刺术构建大鼠蛛网膜下腔出血模型。随机将成年雄性Sprague-Dawley大鼠分为假手术对照组(Sham+Vehicle组)、蛛网膜下腔出血对照组(SAH+Vehicle组)和蛛网膜下腔出血+头孢曲松预处理组(SAH+CTX组)。蛛网膜下腔出血后24小时,对大鼠进行死亡率计算、蛛网膜下腔出血评分、神经功能评分。2.线栓穿刺术前对成年雄性Sprague-Dawley大鼠进行连续5天的头孢曲松腹腔注射预处理。随机将成年雄性Sprague-Dawley大鼠分为假手术对照组、蛛网膜下腔出血对照组和蛛网膜下腔出血+头孢曲松预处理组。术后24小时收集脑组织标本,采用western blot检测EAAT2、MMP9、IL-1β、 Occludin、Claudin的表达。通过计算脑组织的含水量来评价脑水肿的程度,Evans blue法检测血脑屏障破坏程度。通过Iba-1/DAPI染色计算Iba-1阳性细胞比例评估小胶质细胞激活情况。3.随机将成年雄性Sprague-Dawley大鼠分为假手术对照组、蛛网膜下腔出血对照组和蛛网膜下腔出血+头孢曲松预处理组。线栓穿刺术后24小时,收集大鼠脑组织标本,通过western blot检测凋亡相关蛋白酶p53、Bax、Bcl-2及caspase3的水平和计算TUNEL阳性细胞比例评估细胞凋亡情况。结果1.头孢曲松处理组大鼠蛛网膜下腔出血24小时后的死亡率、神经功能缺陷程度和脑水肿程度对比蛛网膜下腔出血对照组大鼠显著降低。2.术后24小时,western blot示,蛛网膜下腔出血对照组大鼠EAAT2、occludin、 claudin5表达水平较假手术对照组明显降低,而MMP-9、IL-1β表达水平则明显升高。头孢曲松处理大鼠EAAT2、occludin、claudin5的表达对比蛛网膜下腔出血对照组明显增加,而MMP-9、IL-1β的表达水平较蛛网膜下腔出血对照组明显降低。Iba-1/DAPI染色示,蛛网膜下腔出血对照组Iba-1阳性细胞较假手术对照组显著增加,头孢曲松处理组大鼠Iba-1阳性细胞则明显减少。3.术后24小时,TUNEL/DAPI染色示,蛛网膜下腔出血对照组TUNEL阳性细胞比例较假手术对照组明显上升,头孢曲松处理组TUNEL阳性细胞比例较蛛网膜下腔出血对照组明显降低。western blot示蛛网膜下腔出血对照组大鼠Bcl-2表达水平较假手术对照组明显降低,caspase-3、Bax和p53表达水平则明显升高,头孢曲松处理大鼠Bcl-2的表达对比蛛网膜下腔出血对照组显著增加,caspase-3、Bax和p53的表达水平较蛛网膜下腔出血对照组明显降低。结论1.头孢曲松在大鼠蛛网膜下腔出血早期脑损伤中起到了神经保护作用。头孢曲松预处理提高了大鼠在蛛网膜下腔出血24小时后的神经功能,降低了死亡率并减轻了脑水肿。2.头孢曲松能提高脑损伤早期EAAT2的表达,促进谷氨酸的清除,降低了其因胞外聚集而产生的神经性兴奋毒性。头孢曲松能抑制蛛网膜下腔出血早期MMP-9的表达,从而减轻了血脑屏障的损伤。头孢曲松能降低蛛网膜下腔出血早期小胶质细胞的激活及白介素-1β的水平,从而减轻炎症反应。头孢曲松的这些作用存在相互联系。3.头孢曲松能抑制蛛网膜下腔出血早期的细胞凋亡,这可能与其能减轻神经兴奋性毒性,降低线粒体凋亡途径相关蛋白的水平相关。
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【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R743.35

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