研究背景:众所周知,脑脊液（Cerebrospinalfluid,CSF）在中枢神经系统中起着许多重要的作用,对于前者的功能和分泌情况学者们意见较为一致,但在其重吸收路径问题上学界仍然存在着巨大争议,并且已经持续多年。尽管大量的报告描述了脑脊液及其在蛛网膜下腔的循环过程,但目前对脑脊液重吸收的机理理解仍然有限。最近越来越多的证据表明蛛网膜颗粒和毛细淋巴管共同参与了脑脊液的重吸收过程,而且前者的作用似乎更为明显。探究蛛网膜颗粒在脑脊液循环中的作用机制和重吸收途径将有助于我们更好的理解脑脊液在健康和疾病中的意义,并或可以在一定程度上为相关的临床工作提供指导。蛛网膜颗粒（arachnoid granulation,AG）,是蛛网膜凸入硬脑膜静脉窦内形成的颗粒状突起,主要分布在硬脑膜内。作为蛛网膜下腔和静脉之间连接的‘桥梁”,其主要的作用是回吸收脑脊液,清除脑脊液中微粒物质或大分子,具有参与脑脊液循环的重要作用。总体上,脑脊液重吸收是一种流体静压现象,与颅内压与静脉窦之间的压力差密切相关。目前对蛛网膜颗粒功能的研究仍停留在以结构推测功能,没有更加直接的实验印证蛛网膜颗粒的功能,即不能证实也不能否定蛛网膜颗粒转运脑脊液的作用,实验所选用的实验动物也有明显的局限性,难以模拟人类脑脊液循环的病理生理过程。基础理论的不足导致脑脊液循环相关疾病的病因不明,治疗上只能以对症治疗为主,缺乏对因治疗。在神经外科领域,蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage,SAH）是一种临床上非常常见的脑血管疾病,该病除直接导致中枢神经系统损伤外,还会引起全身各种严重性的并发症,致死致残率极高。虽然随着医疗技术和医药领域的发展和进步,目前这种疾病的临床诊断和治疗均取得了一定改善,但相当数量的患者仍有预后不良,这主要表现在蛛网膜下腔出血后继发的脑积水现象。尽管这类的患者可以通过分流术来减轻颅内压力增高的症状,但是确实还存在部分患者虽经长期治疗后依然效果欠佳。由此可见蛛网膜下腔出血严重影响了患者的生活质量,威胁到患者的生命健康,因此,探究蛛网膜下腔出血的发病机制有助于给患者提供新的治疗策略,改善患者的临床预后。交通性脑积水是蛛网膜下腔出血后的常见并发症之一,其发生率约为20-30%。由于对脑脊液循环通路研究的不透彻以及相关复杂病理生理过程的不清晰,目前国内外针对此类脑积水主要还是以对症的脑室-腹腔分流手术治疗为主。既往针对脑脊液循环通路的研究主要来源于动物实验,难以真实反映人类的脑脊液循环过程,另外,现有的资料多是从解剖学角度分析脑脊液循环的形态特征,尚缺少针对性的功能学研究。很多学者曾利用多种实验动物研究脑脊液的循环通路,物种的巨大差异也带来了不同的实验结果,但其中针对灵长类动物脑脊液循环通路的研究极为少见。由于蛛网膜颗粒在不同物种、物种不同发育阶段有着巨大差异,个人认为脑脊液的回吸收途径是多样的,但又有主次之分,推测嗅觉发达的动物颅外淋巴系统回吸收脑脊液的功能强大,灵长类动物则以蛛网膜颗粒为主。我们根据客观条件、前期研究及掌握的资料,选择与人类解剖结构更为相似的食蟹猴为实验对象,有望得出更加准确的结论。一直以来,业界对蛛网膜下腔出血的相关问题都非常的关注,而蛛血的最终通路与蛛网膜颗粒的形态功能息息相关,因此研究蛛血后对蛛网膜颗粒影响的机制也有助于对继发性脑积水的干预和治疗提供新的策略和思路。比如有研究发现当蛛网膜下腔出血时蛛网膜颗粒细胞往往是处于阻塞状态,而此时脑积水的发生率很高同时一部分研究也提示蛛血后,蛛网膜绒毛会出现不同状态的膨胀,同时还会观察到沉积的一些红细胞,这些异常改变都影响着蛛网膜颗粒对脑脊液的重吸收。还有研究者采用电镜发现动物蛛血模型中,蛛网膜颗粒的内皮细胞增加,微纤维也增加,细胞之间的间隙变小,这些结构形态的变化可能都与脑脊液的重吸收障碍相关。而国内研究发现在大鼠蛛血模型中,大鼠的血清TNF-α的表达水平显著增加,其能诱导细胞外基质沉积从而引起蛛网膜颗粒纤维化,蛛网膜下腔变小,基膜增厚,从而导致脑脊液的蓄积,进而导致脑积水的发生。因此,对脑脊液循环通路、蛛网膜颗粒病理生理机制、蛛网膜下腔出血导致交通性脑积水的机理、脉络丛局部解剖等多方面进行研究,有望实现对蛛血相关性脑积水这一疾病的防治提供进一步的指导意见。基于以上的理论基础,本论文的研究主要包括以下三部分:第一部分 食蟹猴蛛网膜颗粒形态结构与颅内分布的研究研究目的:掌握食蟹猴蛛网膜颗粒形态结构特点及在颅内的分布情况。研究方法:研究选择与人类解剖结构相似的食蟹猴为实验动物。随机选择1-2只猴子为空白对照（实验动物均由正规实验室提供,并已通过多项检查检验标准,为完全健康个体）,编号为M1,首先给予颅脑CT、MRI扫描,记录相关数据。解剖后取上矢状窦、橫窦、侧脑室脉络丛、三四脑室脉络丛等标本;石蜡组用4%多聚甲醛固定,电镜组用2.5%戊二醛固定液固定备用。石蜡包埋并病理切片,确定蛛网膜颗粒位置范围;依照蛛网膜颗粒位置取材并应用高倍透射电子显微镜观察蛛网膜颗粒的形态。研究结果:食蟹猴颅脑CT结果显示脑部正常,脑室系统无扩张,无脑积水征象;MRI结果显示同前,且部分食蟹猴脑内显示有可疑蛛网膜颗粒信号。食蟹猴病理切片结果发现猴蛛网膜颗粒分布在上矢状窦、横窦、乙状窦等处,并主要聚集在上矢状窦和横窦;食蟹猴透射电镜结果显示蛛网膜颗粒聚集于上矢状窦及横窦,观察食蟹猴正常蛛网膜颗粒结构（上矢状窦）和（横窦）。研究结论:显示食蟹猴蛛网膜颗粒主要分布在上矢状窦和横窦内,分布特点表现为散在的、成簇状,形态多不规则;其内多有空泡状结构,可能参与了大颗粒物质的泡饮转运过程;细胞间连接形态不一,考虑应与重吸收的功能相关。第二部分 食蟹猴蛛网膜下腔出血后蛛网膜颗粒的结构形态改变研究目的:建立食蟹猴蛛网膜下腔出血和脑积水模型,观察蛛网膜颗粒结构形态的改变情况。研究方法:研究选择与人类解剖结构相似的食蟹猴为实验动物。空白对照组同上,为实验组猴子依次编号为M2,M3,M4,M5,M6,M7,建立蛛网膜下腔出血动物模型,后给予CT及MRI检查,辅助行眼球超声检查以确定模型构建完成。取上矢状窦、橫窦、侧脑室脉络丛、三四脑室脉络丛等处标本,石蜡组用4%多聚甲醛固定,电镜组用2.5%戊二醛固定液固定备用;依照第一部分实验中已确定的蛛网膜颗粒位置取材并应用高倍透射电子显微镜观察蛛网膜颗粒,并辅助观察石蜡包埋病理切片中蛛网膜颗粒的形态结构变化。研究结果:多次注血后行影像学检查及动物解剖,可见蛛网膜下腔积血并脑室扩张表现,标志已成功建立蛛网膜下腔出血及脑积水模型。随着注血次数增加,病猴出现活动力下降、进食差,反应迟缓等表现。食蟹猴颅脑CT、颅脑MRI结果:影像学检查可见蛛网膜下腔出血及脑室系统扩张,确认脑积水模型建立成功。取脑积水病猴蛛网膜颗粒行高倍透射电子显微镜观察,可见广泛蛛网膜颗粒纤维化取脉络丛行透射电镜观察,示蛛血后会对脑室内脉络丛结构产生不同程度的破坏。上矢状窦、横窦及乙状窦等处病理切片结果表明蛛网膜颗粒形态改变同时显示脉络丛上皮细胞被破坏,结构不完整。研究结论:本研究通过设计动物实验成功建立了蛛网膜下腔出血模型及脑积水模型,并通过各种相关检验检查再次确定了食蟹猴蛛网膜颗粒的颅内分布,观察了病理状态下后者的形态结构变化。实验组动物的结果显示:广泛的蛛网膜颗粒纤维化,局部相关组织解离、结构破坏表现（包括脉络丛）等可能是导致蛛网膜下腔出血后脑积水形成的重要因素之一。第三部分 AQP4和AQP1在食蟹猴蛛网膜下腔出血后表达及作用的研究研究目的:脑水通道蛋白（Cerebral aquaporins,AQPs）是一组蛋白族群,在颅内主要以AQP4和AQP1存在,其被认为在脑脊液和间质液中发挥着关键的作用。AQPs表达的特征对于理解它们在脑脊液循环过程中的作用意义是非常重要的。因此,建立食蟹猴蛛网膜下腔出血模型,研究出血状态下蛛网膜颗粒AQP4和AQP1的表达变化,可以为阐释蛛网膜下腔出血后脑积水的改变提供相应的理论基础。研究方法:选取食蟹猴,分为对照组和实验组（具体操作步骤同第一、二部分）。取上矢状窦、橫窦、脉络丛等部位标本。采用RT-PCR和Western blotting法检测AQP4和AQP1的表达变化。研究结果:蛛血食蟹猴模型显示上矢状窦和横窦蛛网膜颗粒中AQP4和AQP1的表达增加;但蛛血食蟹猴模型脉络丛中AQP1的表达减少。研究结论:模型动物蛛血发生后,食蟹猴上矢状窦和横窦中AQP4和AQP1的mRNA及蛋白表达水平均升高;模型动物蛛血发生后,在脉络丛中AQP1的mRNA及蛋白表达水平降低。表明AQP4和AQP1在蛛网膜下腔出血后继发的脑积水病变中会出现表达水平升高与下降的波动,显示其可能是对脑脊液重吸收过程的一个补偿调节机制。