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1、1 4 9 2 现代生物医学进晨 w w w b i o m e d n e t c n P r o g r e s si nM o d e r nB i o m e d i c i n e 2 0 0 8V 0 1 8N o 8 人脑老化过程中胶质纤维酸性蛋白的表达变化木 罗明英伍校琼朱武黄良罗学港蔡维君 ( 中南大学湘雅医学院人体解剖与神经生物学系湖南长沙4 1 0 0 0 3 ) 摘要目的:研究人脑老化过程中胶质纤维酸性蛋白( G F A P ) 的表达变化。方法:两例人脑标本,样本一:女性,“岁,生前诊断有血 管性淀粉病变;样本二:男性,1 6 岁,死于急性心肌炎,两例标本均于死后1
2、2h 取脑,取皮质和海马部位,进行G F A P 的常规免疫 组化染色进行定量分析。结果:老年脑星形胶质细胞呈明显激活状态,G F A P 阳性细胞数目显著增多,胞体增大,突起粗短,刚果红 染色可见老年斑周围G F A P 阳性细胞成簇聚集;年轻脑G F A P 阳性细胞数目少,胞体瘦小,突起细长,未见G F A P 阳性细胞成簇 聚集。统计学分析表明G F A PF E l , 生细胞数和蛋白质的表达变化在老年脑和年轻脑具有差另q 显著性( P o O lo 结论:衰老和血管淀 粉样病变在人脑星形胶质细胞的增生和激活过程中具有重要的作用。 关键词:G F A P ;人脑;淀粉样病变 中图分类
3、号:R - 3 3 2 R 3 3 8 1 + 3 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 3 6 2 7 3 ( 2 0 0 8 ) 0 8 1 4 9 2 0 2 T h eE x l :C h a n g ,“G l i a lF i b r i l l a r ) A c i d i cP r o t e i n x o r e s s l o nn a n g e sO tt _ i l l a l 1 D r l l l a r v l r o t e l n ln e i nH u m a nA g i n gB r a i n s * L U O M i n g - Y i n
4、g , W U X i a o - Q i o n g , Z H UW u , H U A N GL i a n g , L U OX u e - g a n g , C A IW e i - j u r 一 ( D e p a r t m e n to f A n a t o m y & N e u r o b i o l o g y , X i a n g y aS c h o o lo f M e d i c i n e , C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y , 4 1 0 0 0 3 ,C h a n g s h a , C h i
5、n a ) A B S T R A C TO b j e a i v e :T oi n v e s t i g a t et h ee f f e c to fa g i n go nt h ee x p r e s s i o no f g l i a lf i b r i i l a r ya c i d i cp r o t e i n ( G F A P ) i nh u m a n b r a i n M e t h o d s :T w oh u m a nb r a i ns p e c i m e n s ,o n ef r o ma6 4 - y e a ro l df e
6、 m a l ep a t i e n ts u f f e r i n gf r o ma m y l o i d o p a t h i a ;t h eo t h e rf r o ma1 6 - y e a r s o l dm a l ew h od i e do fa c u t em y o c a r d i t i s B o t hb r a i n sw e r er e m o v e da n dd i s s e c t e d12 hl a t e ra f t e rd e a t h i m m e d i a t e l yf i x e di n4 p a
7、 r a f o r m i d ef o r2 4h o u r s T h ec e r e b r a lc o r t e xa n dh i p p o c a m p u st i s s u e sw e r eu s e df o ri m m u n o h i s t o c h e m i s t r yo f G F A Po nc r y o s e c t i o n s R e s u l t s :I na g e db r a i nA s l a o c y t e se x h i b i t e dt h es t a t u so fa c t i v
8、 a t i o n ,s h o w i n gG F A Pp o s i t i v ec e l l sw i t hab i gc e l lb o d ya n dt h e i rp r o c e s s e s s h o r t ,b u tl a r g e r T h e r ew a sa na c c u m u l a t i o no fG F A Pp o s i t i v ec e l l sa r o u n dp l a g u e sr e v e a l e db yc o u n t e r - s t a i n i n gw i t hc o
9、 n g or e d I n y o u n gb a r i n 。a s t o c y t e sw e l es m a l li nc e l lb o d i e s ,t h ep r o c e s s e sw e r el o n gb u tt h i n I na d d i t i o n ,t h en u m b e ro fG F A Pp o s i t i v ec e l l sw a ss i g - n i f i c a n t l yi nc r e a s e di na g e db r a i n a sc o m p a r e dt o
10、t h ey o u n go n e ( P 0 0 1 ) C o n c l u s i o n :A g i n ga n d a m y i o i d o p a t h i am a yp l a ya ni n p o r t a n t r o l ei nt h ea c t i v a t i o no f a s t r o c y t c so f h u m a nb r a i n K e yw o r d s :G F A P ;H u m a nb r a i n ;A m y l o i d o p a t h i a C h i n e s eL i b
11、r a r yC l a s s i f i c a t i o n :R - 3 3 2 , R 3 3 8 1 + 3I ) o e l l m e l l tc o d e “ A A r t i c l eI D :1 6 7 3 6 2 7 3 ( 2 0 0 8 ) 0 8 1 4 9 2 - 0 2 前言 普遍认为星形胶质细胞参与脑内的慢性炎症反应,星形胶 质细胞的激活存在与年龄相关的变化。近来邓等在研究细胞 因子诱导的脑室周嗣脑实质的星形胶质细胞激活的实验中发 现老龄脑中星形胶质细胞对炎症的反应增强,表明炎症和老化 与星形胶质细胞的激活关系密切口1 。我们以前对一例血管淀粉 样
12、病变的脑进行了报道,刚果红染色证实有不成形,团块性或 节段性的橘红色的淀粉样物质沉于血管壁,并且主要累及血管 壁的中层和外膜 4 1 。本实验采用G F A P 的免疫组织化学染色,利 用年轻脑作为对照,观察G F A P 在老化脑和血管淀粉样病变中 的表达变化,从而探讨星形胶质细胞参与神经炎症的作用。 l 材料和方法 1 1 研究对象 取两例人脑标本,样本一:女性,6 4 岁,生前诊断为血管性 淀粉病变;样本二:1 6 岁,男性,死于急性心肌炎,两例标本均 于死后1 2h 取脑,取皮质和海马部位。 1 2G F A P 的免疫组织化学 1 2h 取脑后,切成1c m 厚脑片,4 的多聚甲醛浸
13、泡固 定常规浸糖,用三顿冰冻切片机连续切片,片厚2 5 岬,双氧 水1 0m i n ,组织切片用1 B S A 封闭,封闭后分别加入G F A P ( 1 :1 0 0 0 ) ,一抗湿盒中4 冰箱过夜,加入二抗兔抗( 1 :2 0 0 ) , 室温孵育2h ,然后加入A B C 复合物,室温孵育lh ,最后D A B 显色。其中除用l B S A 孵育3 0 m i n 之外,其余各步均需用 0 0 1m o l LP B S 洗3 次,每次5m i n 。 1 3G F A P 阳性细胞计数 两例标本各取8 张以上切片,每张切片在( 1 0 x2 0 ) 倍镜下 基金项目:国家自然科学基
14、金( 3 0 7 7 1 1 3 4 ) 作者简介:罗明英( 1 9 8 0 - ) 。女,硕士,主要研究方向:侧枝血管生长。E - m a i l :l u o m i n g y i n 9 0 4 0 3 1 6 3 g o m 通讯作者:蔡维君,博士生导师,E - m a i l :w j c a i y a h o o e o m ( 收稿日期:2 0 0 8 - 0 4 - 2 0 接受日期:2 0 0 8 - 0 5 1 5 ) 万方数据 现代生物医学进展帆哪b i o m e d n e t c nP r o g r e s si nM o d e mB i o m e d i
15、 c i n e2 0 0 8V 0 1 8N o 81 4 9 3 随机选取4 个视野,利用M o f i c 3 2 图像分析软件,计数G F A P 阳性细胞数目。 1 4 统计学分析 实验数据用均数标准差( 王s ) 表示,两组间比较用t 检 验。资料的统计学分析均采用S P S S I1 0 统计软件分析完成。 2 结果 年轻脑G F A P 阳性细胞数目少,胞体瘦小,突起细长( 图 l ,2 ) ,血管周围可见G F A P 阳性细胞突起附着,但未见成簇分 布( 图3 ,4 ) 。老年脑G F A P 阳性细胞数目显著增多,呈明显激 活状态,胞体增大,突起变粗( 图5 ,6o 刚果
16、红染色可见老年斑,在老年斑部位以及一些小血管周 围可见G F A P 的阳性细胞成簇聚集,其胞体和突起的增大变化 更为明显( 图7 ,8 ) ; 图lG F A P 免疫组织化学染色 l 、2 :年轻脑皮质和海马;3 、4 :年轻脑皮质和海马刚果红染色;5 、6 :老 年脑皮质和海马:7 、8 :老年脑皮质和海马刚果红染色I2 0 0 x ) F i g 1T h eG F A Pi m m u n o h i s t o c h e m i s t r yp a n e l ( 1 ,2 ) c o r t e xa n d h i p p o c a m p u so f y o u n
17、gb r a i n p a n e l ( 3 , 4 ) c o n g or e ds t a i n i n gf o rc o r t e xa n d h i p p o c a m p u so f y o u n gb r a i n p a n e l ( 5 , 6 ) c o r t e xa n dh i p p o c a r n p u so f o l d b r a i n p a n e l ( 7 ,8 ) c o n g or e ds t a i n i n gf o rc o r t e xa n dh i p p o c a m p u so f o
18、 l d b r a i n ( 2 0 0 x ) 表1 皮质和海马部位年轻和老年脑G F A P 阳性数目 T a b l e1T h eG F A Pp o s i t i v en u m b e ro f y o u n ga n da g e db r a i ni nc 盯e b r a l C o r t e xa n dh i p p o c a m p u s N o t e :P O 0 1g r o u py o u n gc o m p a r e dt og r o u po l d 3 讨论 星形胶质细胞的增生和活化是脑老化的一种代偿机制。有 作者观察到,星形胶质
19、细胞在年老的大脑皮层和其它脑组织区 域增加2 0 旧,并且在衰老脑的早期就发现有星形胶质细胞的 反应性增生,而正常脑的老化常伴随着轻度的慢性炎症活动I 叼。 因此,星形胶质细胞的增生可能与老化过程中慢性炎症的形成 有关。本实验的结果和上述报道一致,我们也观察到老年脑星 形胶质细胞的阳性细胞数比年轻脑显著增多,同时还观察到增 多的星形胶质细胞胞体增大,突起变粗,处于活化状态。 A - 的沉积是老年性痴呆病的重要病因之一m 。A 一能够刺激 星形胶质细胞的激活,引起神经炎症的增加。研究表明,血管淀 粉样病变A 的沉积激活脑内神经胶质细胞引起炎症介质的释 放,通过邻近或自身效应加快星形胶质细胞增殖。
20、这种神经胶 质细胞的过度增殖和活化分泌大量的致炎细胞因子,进一步导 致过度的免疫炎症反应从而加重神经炎症,使老年脑对炎性刺 激的敏感性增强1 8 , 9 】。本实验我们所使用的老年脑标本生前病理 诊断为血管淀粉样病变1 4 ,刚果红染色证明有A 一的沉积,在A 沉积的周围我们观察到了有大量G F A P 阳性细胞的成簇聚集, 进一步说明A 在星形胶质细胞增殖和活化过程中起着重要的 作用。结论:星形胶质细胞增殖和活化可能是脑老化过程中慢 性炎症刺激的结果,而A 的堆积则是引起其慢性炎症的重要 因素之一。 参考文献( R e f e r e n c e s ) 【1 】M a r i a L u
21、i s a C o t i n a , M a i k e n n e d e r g a a r d m t r o c y t e s i n t h e a g i n g b r a i n 川 N e u r o s e i e n c er e s e a r c h ,2 0 0 2 ,6 7 :1 - 1 0 【2 】P i l e g a a r dKL a d e f o g e dO T o t a ln u m b e ro fa s t r o c y t e si nt h em o l e c u l a r l a y e ro f t h ed e n t a
22、 t eg y r u so f r a t sa td i f f e r e n ta g e s 【J 】A n a lQ u a n tC y - t o lH i s t o l ,1 9 9 6 ,1 8 :2 7 9 2 8 5 【3 】D e n gX i a o h 峨C a iY a n ,C a iW e i - j u n ,L u oX u e - g a n g T h ee f f e c to f P r o - i n f l a m m a t o r yc y t o k i n e so nn e u r o n a ls u r v i v a li
23、nt h ep e r i v e n t r i c u - l a rp a r e n c h y m aa td i f f e r e n ta g c dm i c e f 1 C l l i n e s eJ o u r n a lo fn e l l - r o a n a t o m y ,2 0 0 7 ,2 3 ( 5 ) :4 7 9 - - 4 8 4 ( I n C h i n e s e ) 【4 】H o uD e r e n ,W a n g Y a n ,C a iW e i - j u n A na u t o p s yc a , s r e p o r
24、 to f c e r e b r a l a m y l o i da n g i o p a t h y M 】S t r o k ea n dn e r v o u sd i s e a s e s 2 0 0 7 ,1 4 ( 4 ) : 2 2 6 - 2 2 7 ( I nC h i n e s e ) 【5 】A m e n t aF ,B r o n z e t t iE ,S a b b a t i n iM ,V e g aJ A A s t r o c y t ec h a n g e si n a g i n gc e r e b r a lc o r t e xa n
25、 dh i p p o c a m p u s :aq u a n t i t a t i v ei m m u n o h i s t o - c h e m i c a ls t u d y 【J 】M i c r o s cR e sT e c h n ,1 9 9 8 ,4 3 :2 9 3 3 【6 】C o t r i n aM L ,L i nJ H ,G a oQ ,N e d e r g a a r dM E x p r e s s i o na n df u n c t i o n o f a s t r o c y t i cg a p j u n c t i o n s
26、i na g i n g 【J B r a i nR e s ,2 0 0 1 ,9 0 1 :5 5 6 1 【7 】T u p p oE E ,A r i a sH 1 LT h er o l eo f i n f l a m m a t i o ni nA l z h e i m e rd i s e a s e 【J 】 T h eI n tJo f B i o c h e m i s t r ya n dc e l lB i o l o g y ,2 0 0 5 ,3 7 :2 8 9 3 0 5 【8 】M c C a l lM A ,G r e g gR G ,B e h r i
27、 n g e rR I LB r e n n e rM ,D e l a n e yC L ,G a l b r e a t hE J ,Z h a n gC L ,P e a r c eR A ,C h i nS Y ,M e s s i n gA T a r g e t e dd e l e t i o ni na s t r o c y t ei n t e r m e d i a t ef i l a m e n t ( G F A P ) a l t e r sn e I I r o u a lp h y s i o l o g y 【J 】P r o cN a t lA c a dS c iU S A ,1 9 9 6 ,9 3 :6 3 6 1 - 6 3 6 6 【9 】R o s iS ,R a m i r e z - A m a y aV ,e ta 1 N e u r o i n f l a m m a t i o na l t e r st h eh i p - p o c a m p a lp a t t e r no fb e h a v i o r a l l yi n d u c e da l ee x p r e s s i o n 【J 】JN c u - r o s c i ,2 0 0 5 ,2 5 :7 2 3 7 3 1 万方数据
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