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脑梗死由于其发病率和死亡率均相当高,所以在脑血管病的研究中居重要地位。其主要病理基础是血管壁的完整性遭到破坏,血管壁由血管内皮细胞和为血管提供支持的基底膜构成,血管内皮细胞和血管基底膜的破坏均可引起脑梗死的发生。现已有报道基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)及基质金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase TIMP)在脑梗死的的病理生理过程中发挥重要作用。其中,MMP-2在基底膜细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的降解中起重要作用。TIMP-2为MMP-2的内源性抑制剂,能否通过抑制MMP-2的表达或增加TIMP-2的表达减少基底膜ECM的降解,以减轻缺血性脑损伤,目前尚未见报导。本研究以大鼠局灶性脑梗死为基础采用免疫组化技术,观察MMP-2、TIMP-2在大鼠局灶性脑梗死中的表达及基质金属蛋白酶抑制剂开博通对MMP-2、TIMP-2的影响。 SD大鼠40只,随机分为8组,分别为假手术组、缺血6小时、12小时、1天、3天、5天、7天及缺血+开博通组。采用线扎颈总动脉加缺氧诱导的方法,建立SD大鼠局灶性脑梗死模型,方法如下:将大鼠分别称重,用10%水合氯醛(0.3ml/100g)腹腔注射麻醉,置于手术台上,四肢用胶带固定,常规颈部消毒,行颈部正中切口,充分暴露左侧颈动脉三角,在手术显微镜下充分分离颈总动脉,在远端结扎,确认血流阻断后缝合颈部皮肤,在手术同时行尾动脉插管以监测血PH、PO2、PCO2以保持在生理范围内,用电<WP=31>热毯保持直肠温度在37.0℃±0.5℃,待鼠出现肢体活动后,置于缺氧瓶内,此瓶接N2和O2混合气,其比例92%±5%N2,8%±1%O2,将瓶内充气约十分钟后关闭气伐,缺氧40分钟后将鼠取出,待其清醒,术前术后在标准条件下饲养,鼠可自由进食水,假手术组步骤同前,除外动脉结扎和缺氧。鼠清醒后参考Zea Longa的评分标准进行神经功能评分,评分标准:0分:无神经功能缺损体征;1分:不能完伸直右侧前爪;2分:向外侧转圈;3分:向右侧倾倒;4分:不能自发行走,意识丧失。评分在一分以上认为梗死模型成功。缺血后5天组于处死前进行神经功能评分。缺血+开博通治疗组待缺血清醒后30分钟给药。剂量以体表面积成人剂量计算,每200g大鼠的系数为0.018。用开博通0.45mg/kg每日分3次灌胃,5天后进行神经功能评分并处死取脑。 将造模成功后的大鼠分别在模型制备后6小时、12小时、1天、3天、5天、7天深麻醉下暴露心脏,用12号穿刺针行左心室插管,剪除右心耳,用0.9%生理盐水灌注至清亮,换用4%多聚甲醛0.1MPBS,每只约200ml灌注、断头取脑,以额至枕行冠状切片,将切片置于4%多聚甲醛0.1MPBS固定4-6小时,换用0.1MPBS过夜,常规脱水、透明、浸蜡、包埋,以备免疫组化检测。 免疫组化检测结果显示在假手术组及正常对照的鼠脑,MMP-2与TIMP-2呈极低水平的表达,主要在血管壁周围。MMP-2于缺血后12小时开始增加,以神经细胞表达为主,至第5天达高峰,第7天开始呈下降趋势。TIMP-2亦随MMP-2的增加而增加,但与MMP-2相比增加幅度较小。缺血+开博通组单纯缺血组相比,<WP=32>MMP-2表达明显降低(P<0.05),且神经功能明显改善。TIMP-2表达无明显改变(P>.05)。表明开博通具有抑制缺血灶MMP-2的表达,减轻缺血后神经功能损害的作用,而与TIMP-2无协同作用。 基质金属蛋白酶是一组含Zn2+的能降解细胞外间质的蛋白酶,通常在中性条件下发挥活性,有Ca2+参与时活性最大。MMPs在基底膜降解中起着主要作用。细胞外间质(extracellular matrix,ECM)是细胞之间的物质,由多种蛋白质和非蛋白质组成,构成细胞生活的微环境,具有支持、连接、营养和防御作用。血管的基底膜主要由ECM构成。MMP-2即明胶酶-A,MMP-2酶原分子量为72KD,活性分子量为66KD,是血管壁细胞表达和分泌的最主要的基质金属蛋白酶,可以高效降解基底膜的主要成分—Ⅳ型胶原,在对内膜的损伤过程中起关键作用。分泌MMP的细胞同时也分泌TIMP,TIMP是MMP的天然特异性抑制剂,在ECM代谢中起着与MMP对应的负性调节作用,TIMP-2是MMP-2的内源性抑制剂,随着MMP-2的表达而表达,很少受细胞因子的诱导,选择性抑制MMP-2,可阻止MMP-2的活化和其作用,影响蛋白分解损伤的程度和持续时间。 开博通通过其自由巯基与血管紧张素转化酶活性中心Zn2+结合而抑制其活性,同样也与MMP活性中心Zn2+结合而抑制其活性。本实验结果显示在大鼠脑缺血12小时MMP-2在皮层、底节、海马区的表达即增加,第五天达高峰,明显高于对照组。在脑缺血的晚期可发生血脑屏障破坏,血清蛋白和水分等血浆成分可从血管腔向血管周围间质,特别是向白质中漏出,而继发血管源性脑水<WP=33>肿,一般从脑缺血后12小时开始出现,4-5天达到高峰。本实验MMP-2表达的时间与脑缺血后血管源性脑水肿发生的时间一致,表明MMP-2在血管源性脑水肿的发生中起重要作用。而TIMP-2虽有轻度增加,但与对照组相比无明显差异,可能在梗塞后MMP-2与TIMP-2间的平衡遭到破坏,内源性TIMP-2不能抑制MMP-2的表达,加重了缺血性脑损伤。 MMP-2在缺血性脑血管病的发病过程中起重要作用,与脑缺血后血管源性脑水肿密切相关,?