脑损伤对大鼠脑组织GDNF表达的影响

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中国康复理论与实践2010年10月第16卷第 i 』 ! !! ! ! 翌!!! ! : : : ! : 

脑损伤对大鼠脑组织GDNF表达的影响 

陈宝友 ・专题・ 

[摘要] 目的探讨大鼠闭合性颅脑损伤后脑组织中胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的表达情况。方法制备Marmarou's 

大鼠落体打击损伤模型,将大鼠随机分为正常对照组、手术对照组及损伤后1 h组、2 h组、4 h组、8 h组、12 h组、24 h组、48 h组、 

72 h组和5 d组。制备组织芯片,采用免疫组化法检测大脑皮层、海马以及脑f中GDNF的表达情况。结果正常组、手术对照组 

中皮层、海马以及脑干中可见到GDNF低水平表达,损伤后2 h,皮层GDNF的表达达到高峰,并且大量表达可持续至伤后5 d;损 

伤后2 h海马以及脑干中GDNF的表达亦达到高峰,72 h降至正常水平。结论闭合性颅脑损伤后,大鼠大脑皮层、海马以及脑干 

中GDNF在早期即明显表达,皮层中GDNF大量表达更为持久。 

[关键词]颅脑损伤;胶质细胞源性神经营养网子;大鼠;脑组织 

Effect of Traumatic Brain Injury on Expressions of Glial Cell Line-derived Neurotrophic Factor in Brain Tissue of Rats CHEN Bao— 

you.Center of Neurosurgery,Medical College 0,the People's Armed Police Force,Tianj n 300162,China 

Abstract:Objective To investigate the effect of traumatic brain injury on the expressions of glial cell line—derived neurotrophic 

factor(GDNF)in brain tissue of rats.Methods Male Sprague—Dawley rats were divided into normal control,sham surgery and inj ury 

groups.The rats of injury groups were subjected to Marmarou's closed traumatic brain injury and then were subdivided into 1 h,2 h, 

4 h,8 h,12 h,24 h,48 h,72 h and 5 d subgroups according to the time elapsed after injury.The expressions of GDNF were stud— 

led with immunohistochemistry.Results In control group,mild expressions of GDNF were observed in cortex,hippocampus and 

brain stem of rats.The number of GDNF positive neurons reached the peak level at 2 h in cortex after in]ury,and lasted for 5 d.In 

hippocampus and brain stem,the number of that also reached the peak level at 2 h,and lasted for 72 h.Conelusion The expressions 

of GDNF increased significantly at the early time in cortex,hippocampus and brain stem of rats after inj ury.The significant expres— 

sion of GDNF lasted longer in cortex. 

Key word ̄:traumatic brain ini ury;glial eell1ine—derived neurotrophic factor;rat;brain tissue 

[中图分类号]R651.1 [文献标识码]A [支章编号]1006—977l(2010)1O—O91 6一O2 

[本文著录格式]陈宝友.脑损伤对大鼠脑组织GDNF表达的影响[J].中国康复理论与实践,2010,16(10):916—917. 

胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line de— 

rived neurotrophic factor,GDNF)于1 993年由I in等 

从大鼠神经胶质细胞系B49的培养液中首先纯化并命 

名n]。研究表明,GDNF对多巴胺能神经元、运动神经 

元等多种神经元具有营养作用。本文通过制备 

Marmarou落体打击脑损伤模型,采用免疫组织化学 

结合组织芯片技术,观察大鼠脑损伤后不同时间GD 

NF在皮层、海马以及脑干的表达情况。 

1材料与方法 

1.1材料清洁级雄性SD大鼠55只,体重350~400 

g,购自中国人民解放军医学科学院卫生学环境医学研 

究所动物实验中心;兔抗GDNF多克隆抗体购自San 

ta Cruz公司;SP试剂盒、DAB试剂盒购自北京中山生 

物技术有限公司。 

1.2动物模型的建立和分组 采用Marmarou大鼠 

落体打击脑损伤模型,打击前24 h大鼠于0.3 戊巴 

比妥钠腹腔注射麻醉(1 mi/100 g体重)后,同定于立 

体定向头架,正中切开大鼠顶部皮肤,在冠状缝与人字 

作者单位:武警医学院附属医院脑系科中心,天津市300162。作者 

简介;陈宝友(1972一),男,天津市人,副主任医师,硕 主要研究方向: 

颅脑创伤与功能神经外科。 缝之间,用高分子聚酯将直径8 mm、厚2 mm金属圆 

盘固定于顶骨上。打击时将大鼠放在海绵床上,将直 

径为9 miil有机玻璃管直立于圆盘之上,450 g铜棒由 

1.5 iTI高处沿管腔自由落下,撞击金属圆盘,致伤后即 

刻移开大鼠,以免铜棒反弹造成“二次打击”伤。损伤 

组大鼠按损伤后不同时间点,腹腔注射麻醉后,用4 

多聚甲醛(pH 7.4)灌注、固定、取材。 

正常对照组不做任何处理。手术对照组大鼠腹腔 

注射麻醉,切开顶部皮肤,固定金属圆盘,缝合,免行铜 

棒撞击,术后24 h麻醉后处死。处死方法、固定、取材 

及后处理同损伤组。 

将大鼠随机分为正常对照组、假手术对照组及脑 

损伤后1 h组、2 h组、4 h组、8 h组、12 h组、24 h组、 

48 h组、72 h组和5 d组。 

1.3制作组织芯片 分别取各组大鼠脑干组织制作 

HE染色切片及石蜡切片,用组织芯片仪进行正确取 

样,构建芯片微阵列,用石蜡切片机将组织芯片石蜡块 

制作成组织芯片待测,芯片切片厚5/am。 

1。4指标检测应用免疫组化法检测GDNF在大脑 

皮层、海马以及脑干的表达情况。采用Mias2000图像 

分析系统采集并计算阳性细胞数。全部数据均采用 

SPSS 11.5 for Windows分析软件进行统计处理。

 生国 复堡 10月第1 6卷第10期Chin J Rehabil Theory Pract,Oct.2010,Vo1.16,N【).Io 

2结果 

大鼠脑损伤后均出现短时呼吸暂停及去大脑强直 

状态,部分大鼠伤后出现四肢抽搐,脑损伤组可见颅顶 

骨骨折,打击局部硬膜下血肿和蛛网膜下腔出血,并累 

及脑底、脑干,伤后48 h、72 h组蛛网膜下腔出血部分 

吸收,5 d组蛛网膜下腔出血完全吸收;伤后8 h可见 

脑组织肿胀,伤后l2~24 h脑肿胀最明显,此后逐渐 

减轻。 

正常组、手术对照组中可见到GDNF在大脑皮层 

低水平表达;皮层中GDNF免疫反应阳性细胞数于脑 

损伤后1 h表达开始增多,2 h达最大值,然后逐渐降 

低。与对照组比较,脑损伤后1~12 h组有非常显著 

性差异(P<0.01)。脑损伤后24 h~5 d组与对照组 

比较有显著性差异(P<0.05)。 

正常组、手术对照组海马和脑干中可见到GDNF 

低水平表达;海马和脑干中,GDNF免疫反应阳性细胞 

数的表达于损伤后2 h时达到高峰,与对照组比较,损 

伤后1~24 h组有非常显著性差异(P<0.01),损伤后 

48 h组与对照组比较有显著性差异(P<0.05),损伤 

后72 h降至正常水平(封三彩图2.1~图2.3,表1)。 

表1 脑损伤后不同时间GDNF在皮层、海马和脑干中的表达(n=5) 

f:: 时j!f{绑比较,a:P<0.01;b:P<O.05。 

3讨论 

神经营养因子在神经系统发育中支持神经元生 

长、分化和存活,在成年神经系统中有维持神经元的作 

用,他们广泛分布于神经组织中,通过多种作用方式, 

按特定的时空顺序,作用于相应的神经细胞群,发挥神 

经营养作用。随着分子生物学的飞跃发展,新的神经 

营养因子不断发现,同时对它们的基因序列、分子构 

成、分布特点、调控机制的研究也取得令人瞩目的成 

果。 

大量研究表明,颅脑损伤会引起神经化学物质的 

改变,诸如脑血流量的改变、离子平衡的改变以及代谢 

改变,这些改变可以直接对神经元和胶质细胞产生神 

经毒性作用,神经修复重建是目前研究的重点之一。 

最初研究表明,GDNF对多巴胺能神经元及运动 

神经元有很强的营养作用2 a]。随后的实验发现它对 交感神经元、去甲肾上腺素能神经元、感觉神经元亦有 

一定营养作用。研究显示,GDNF在脑缺血、帕金森氏 

病、肌萎缩侧索硬化等原因造成的神经损伤中具有明 

显的保护作用 。 

本研究通过制备颅脑损伤模型,采用免疫组织化 

学结合组织芯片方法检测大脑皮层、海马以及脑干中 

GDNF的表达情况。正常组、手术对照组中可见到 

GDNF在大脑皮层、海马以及脑干中低水平表达;损伤 

后2 h,皮层GDNF的表达达到高峰,并且大量表达可 

持续至伤后5 d;损伤后2 h海马以及脑干中GDNF的 

表达亦达到高峰。72 h降至正常水平。 

神经营养因子通过靶源性、自分泌、旁分泌方式, 

按特定的时空顺序,作用于相应的神经细胞群,发挥神 

经营养作用。神经元与胶质细胞或周围邻近细胞之 

间,通过各种神经营养因子的作用,构成了一个立体的 

复杂网络系统。GDNF可能通过白分泌或旁分泌方式 

发挥作用,因为自分泌或旁分泌在损伤和应激状态下 

更具作用,因为它们更近、更及时,其确切的作用机制 

还有待进一步研究。 

综上所述,本研究显示大鼠大脑皮层、海马以及脑 

干中GDNF在早期即明显表达,皮层中GDNF大量表 

达更为持久。 

[参考文献] 

[1]Lin LF,I)oherty DH,I ile JD,et a1.GDNF:a glial cell 

line derived neurotrophic factor for rnidbrain dopaminergic 

neurons[J].Science,1 993,260:1130 1132. [2]Ostenfeld T,Tai YT,Martin P,et ai.Neurospheres modi—