小鼠慢性脑血流低灌注状态的行为学检测及病理学观察.pdf
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1、第3 1 卷第9 期第三军医大学学报V 0 1 3 l ,N o 9 2 【X ) 9 年5 月 A C T AA C A D E M I A EM E D I C I N A EM I L n A R I ST E R T I A E M a y2 0 0 9 8 1 3 文章编号:1 0 0 0 - 5 4 0 4 ( 2 0 0 9 ) 0 9 - 0 8 1 3 一0 5 小鼠慢性脑血流低灌注状态的行为学检测及病理学观察 段炜,郑健,桂莉,田洪( 第三军医大学新桥医院神经内科,重庆4 0 0 0 3 7 ) 0 论著 摘要:目的观察小鼠慢性脑血流低灌注状态下行为学及其病理学变化。方法6
2、 2 只c 5 7 B L 6 小鼠均分为模型 组和假手术组。模型组:采用内径为0 1 8 咖的微型弹簧圈套C 5 7 B L 6 小鼠双侧颈总动脉,造成血管狭窄导致全脑血流 低灌注状态;假手术组:仅暴露双侧颈总动脉,不圈套微型弹簧。在成模3 0d 时两组各取8 只小鼠,采用八臂迷宫实验检 测小鼠认知功能的改变,并在成模7 、1 4d 和3 0d 时分别处死动物,采用u v e r B a n e m 染色观察神经纤维改变及免疫组化 观察胶质细胞增生程度,同时用E v 卸sB l u e 荧光观察血脑屏障通透性的变化。结果建模3 0d 后模型组八臂迷宫实验工 作记忆错误显著多于假手术组( P
3、O 。0 5 ) 。 2 2 八臂迷宫实验 在术前和术后3 0d 时分别进行八臂迷宫实验,实验共持续 l Od 。每天训练1 次。2 组术前工作记忆错误无显著变化,但 是在术后3 0d ,模型组的工作记忆错误较假手术组显著增多 ( P O 0 5 ) ,见表l 。 表I 模型组与假手术组的工作记忆错误( n = 8 ,i s ) a :P O 0 5 ,与假手术组比较 万方数据 第9 期段炜,等小鼠慢性脑血流低灌注状态的行为学检测及病理学观察 8 1 5 A 、D 、G :假手术组;B 、E 、H :模型组1 4d ;C 、F 、I :模型组3 0d ;A 、B 、C :胼胝体;D 、E 、F
4、 :内囊;G 、H 、I :视束 图1模型组与假手术组脑白质区域神经纤维n w 肾- B a m m 染色观察 2 3 脑白质神经纤维髓鞘损伤程度 与假手术组比较,模型组7d 时白质区域未见明显病理改 变。模型组1 4d 时观察到白质区域神经纤维排列紊乱,3 0d 时 白质区域神经纤维稀疏,残留神经纤维排列杂乱。均以胼胝体 ( 侧脑室中间部) 最为严重,其次是内囊,最轻为视束( 图1 ) 。 胼胝体、内囊、视束神经纤维损害程度的分级见表2 。3 0d 时胼 胝体损害程度接近2 级,与假手术组比较差异有统计学意义 ( P O 0 5 ) ;视束损害最轻,仅接近O 5 级。 裹2 模型组与假手术组
5、脑白质不同部位损伤程度( n = 6 ,i 5 ) 8 :P 0 0 5 ,与假手术组比较 2 4 脑白质区域胶质细胞增生程度 与假手术组比较,7d 时模型组白质区域未见明显胶质细 胞增生现象。在术后1 4 、3 0d 时模型组白质区域内均可见星型 胶质细胞、小胶质细胞数量显著增多,以胼胝体( 侧脑室中间 部) 最为显著。但是小胶质细胞形态无显著变化( 图2 ) 。胼胝 体、内囊和视束3 个区域0 1 2 5 咖2 内的星型胶质细胞和小胶 质细胞的计数见图3 ,模型组1 4 、3 0d 时胼胝体、内囊部位星型 胶质细胞和小胶质细胞数目与假手术组比较均具有统计学差 异( P 0 0 1 ) 。
6、2 5 血脑屏障通透性评价 假手术组胼胝体部位的小血管未见E v 绷sB l u e 向血管壁 外渗出,血管呈细线状。模型组可见明显E v 蛐B l u e 向血管壁 外渗出现象。见图4 。 万方数据 8 1 6 第三军医大学学报 第3 l 卷 A 、B 、C :G F A P 染色;D 、E 、F :C D l l b 染色;A 、D :假手术组;B 、E :模型组1 4d ;C 、F :模型组3 0d 图2 模型组与假手术组胼胝体的G F A P 和C D l l b 免疫组化观察( S - P ) a :P 0 0 l ,b :P O 0 5 ,与假手术组比较 图3 各组脑白质不同部位星
7、型胶质细胞( A ) 和小胶质细胞( B ) 计数 A :假手术组;B :模型组T :微血管外渗部位 圈4 小鼠胼胝体部位血脑屏障通透性( 荧光显微镜) 3 讨论 由于脑室周围白质和半卵圆区为皮层长髓支和白 质深穿支供血交界区,均为终末动脉,很少或完全没有 侧支循环,并经过较长的距离才终止于脑室壁附近,而 且血管调节能力差,容易在多种病因的作用下发生缺 血缺氧性损伤。临床研究发现慢性脑血流低灌注 的主要病理改变为皮质下白质脱髓鞘样改变,临床主 要表现为认知功能损害,大多数是主观记忆力下降,即 缺血性白质脑病,是血管性认知损害的主要类型之 一 7 8 】。目前慢性脑血流低灌注导致的脑损伤的病理
8、机制尚不十分清楚,因此对其病理改变的深入研究具 有重要意义。本研究采用c 5 7 B 蜥小鼠成功建立慢 性全脑血流低灌注模型,观察其行为学及病理学变化, 为缺血性白质脑病防治的深入研究奠定基础。 缺血性白质脑病动物模型的建立是对其深入研究 的基础。目前常用大鼠或沙土鼠双侧颈总动脉夹闭或 万方数据 第9 期 段炜,等小鼠慢性脑血流低灌注状态的行为学检测及病理学观察 8 1 7 缩窄模型,但建模过程中动物存活率较低,文献 9 报 道为6 0 。本实验模型小鼠术后3 0d 存活率为 8 8 ,死亡时间段主要位于8 1 4d 。C 5 7 B L 6 小鼠属 于近交系小鼠,个体差异小,实验结果稳定性好
9、,是目 前基因修饰研究最常用的动物。因此,本研究选择 C 5 7 B L 6 小鼠作为研究对象。 本研究采用特制的微型弹簧( 内径O 1 8 咖,全长 2 5m m ) 圈套C 5 7 B L 6 小鼠双侧颈总动脉造成血管狭 窄,导致全脑血流低灌注。建模后模型小鼠运动功能 无明显改变,未见肢体瘫痪及转圈现象。既往研究发 现大鼠慢性脑血流低灌注3 7d 后出现白质疏松现 象【6 1 引。本研究表明,在建立模型1 4d 病理学检查发 现白质神经纤维稀疏及星形胶质细胞和小胶质细胞增 生现象,在建模7d 时未见明显的白质损害及胶质细 胞增生。同时我们在建模3 0d 后采用八臂迷宫实验 检测模型小鼠工作
10、记忆的受损程度。工作记忆反映前 额叶脑区执行功能,其主要依赖于大脑前额叶皮层神 经环路J 。大量临床研究认为脑室周围白质损害可 导致认知功能减退,尤其是主观记忆力损害,执行功能 障碍及精神运动速度减慢。而且认知功能损害与脑白 质疏松的严重程度有关 1 2 13 I 。通过病理学研究,我们 观察到慢性低灌注模型动物主要是皮质下白质损伤, 然而白质纤维是连接皮层与皮层、皮层与皮层下深部 核团的重要纽带,其纤维受损必然造成功能障碍。本 实验结果表明,模型动物工作记忆错误显著多于假手 术动物,表明其记忆中间储备环节受损和空间学习记 忆能力降低,反映主观认知功能损害。 与既往研究不同的另一发现是,本研究
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