大鼠彌漫性軸索損傷及干預(yù)治療血清NF-L變化的研究.pdf

1、【研究背景】彌漫性軸索損傷(diffuseaxoninjury,DAI)是常見的顱腦損傷類型,主要原因為頭部受到剪切外力作用所致,其特征主要表現(xiàn)為腦白質(zhì)軸索的彌漫性損傷,DAI可作為原發(fā)性損傷獨立存在,也可并發(fā)于其它重型原發(fā)性腦損傷。DAI的發(fā)病率及死亡率均較高,占非占位性腦損傷死亡率及致殘率中的35％。
　　DAI通過Ca2+超載、線粒體損傷、軸索結(jié)構(gòu)破壞、軸索運輸障礙等機制,引起一系列細胞及分子水平的病理生理過程:節(jié)間區(qū)域的軸

2、突腫脹,郎飛氏結(jié)的崩解及中斷等。這些病理改變最終導(dǎo)致了神經(jīng)元的廣泛變性,軸索腫脹,引發(fā)了諸多臨床癥狀并最終影響了預(yù)后。在上述發(fā)病機制中,存在多種信號調(diào)節(jié)途徑,其中最重要的一條途徑是:外力信號通過跨膜的整合素分子傳導(dǎo)至細胞內(nèi),引起細胞內(nèi)Ca2+超載,激活多種蛋白酶,導(dǎo)致神經(jīng)微絲降解,從而產(chǎn)生軸索繼發(fā)性損傷。
　　神經(jīng)微絲蛋白(neurofilament,NF)主要位于軸索中,是細胞骨架重要的組成部分。神經(jīng)微絲主要由3種不同的蛋白構(gòu)成

3、異多聚體:NF輕鏈(NF-L,68KDa),NF中鏈(NF-M,160KDa)和NF重鏈(NF-H,200KDa)。每個NF的亞單位有高度磷酸化的羧基末端。NF磷酸化的程度和軸索的直徑及軸漿運輸?shù)乃俣扔嘘P(guān)。NF亞單位的磷酸化及去磷酸化的平衡過程,在正常軸索結(jié)構(gòu)組成和功能維持中起到了重要的作用。外傷后,Ca2+內(nèi)流激活磷酸酶,改變了磷酸化狀態(tài),進而導(dǎo)致了細胞骨架結(jié)構(gòu)破壞。隨后,活化的鈣蛋白酶(calpain)和半胱天冬酶-3(caspas

4、e-3)介導(dǎo)去磷酸化并降解磷酸化的NF(pNF),使pNF在軸索中央形成大量致密小泡結(jié)構(gòu)。這些變化降低了pNF的穩(wěn)定性、軸索的直徑和微管的數(shù)目,進而導(dǎo)致了pNF的變性降解。
　　整合素(integrin)是與細胞骨架形成復(fù)合體的跨膜轉(zhuǎn)運蛋白,它將細胞膜外基質(zhì)(extracelluarmatrix,ECM)與細胞內(nèi)聯(lián)系起來,并將外力傳導(dǎo)細胞內(nèi)部。整合素有3種狀態(tài)(休息態(tài)、中間態(tài)及活化態(tài)),一般整合素處于休息態(tài),當和相應(yīng)的ECM配體相

5、連時被激活為活化態(tài)。在DAI損傷過程中,細胞外刺激如壓力導(dǎo)致整合素的活化。之后整合素與多種ECM蛋白及細胞骨架的相關(guān)蛋白相連,形成ECM-Integrin-FAC軸,并最終形成一個多蛋白聚集的局部粘附斑。這種信號傳導(dǎo)會導(dǎo)致蛋白的磷酸化,增強細胞內(nèi)Ca2+聚集。Ca2+超載可激活calpain和caspase,并通過calpain介導(dǎo)血影蛋白的水解及神經(jīng)微絲、微管蛋白的降解,在繼發(fā)性彌漫性軸索損傷中起到核心作用。
　　【目的】觀察大

6、鼠DAI后血清NF-L隨時間變化的規(guī)律,探討血清NF-L作為DAI早期分子標記物的可行性;通過Ca2+通道阻滯劑(尼莫地平)及整合素拮抗劑(RGD多肽)干預(yù)處理DAI大鼠,觀察其血清NF-L的變化,探討鈣超載及整合素在DAI中的作用。
　　【材料與方法】70只健康SD大鼠被隨機分為正常對照組、DAI損傷實驗組(簡稱未干預(yù)組)、DAI損傷+尼莫地平干預(yù)實驗組(簡稱尼莫地平組)、DAI損傷+RGD多肽干預(yù)實驗組(簡稱RGD組),其中三

7、個實驗組再按照DAI損傷后12h、24h、72h再分為三組,共10組動物,每組7只SD大鼠。
　　建立大鼠Marmarous模型,收集動物血清,用ELISA法測量NF-L濃度,經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析比較各組NF-L濃度變化差異。
　　【結(jié)果】DAI損傷實驗組、DAI損傷+尼莫地平干預(yù)實驗組大鼠血清NF-L水平呈上升-下降-再顯著上升趨勢;DAI損傷+RGD多肽干預(yù)實驗組大鼠血清NF-L水平呈持續(xù)緩慢上升的趨勢;尼莫地平及RGD多肽干預(yù)