新生兒缺氧缺血腦損傷大鼠模型制備以及間充質干細胞對模型損傷療效的研究
本文選題:新生兒腦缺氧缺血性腦病 切入點:TTC染色 出處:《南方醫(yī)科大學》2016年碩士論文
【摘要】:研究背景及目的:缺氧缺血性腦損傷(hypoxic-ischemic brain damage. HIBD)是因腦組織部分或完全缺氧、腦血流量減少或暫停導致的腦損傷,最終可造成神經(jīng)細胞的凋亡和壞死。新生兒缺氧缺血性腦病(Hypoxic-ischemic encephalopathy, HIE)是由于圍產(chǎn)期窒息缺氧所引起的腦損傷,嚴重者可造成永久性神經(jīng)功能損害,是兒童神經(jīng)系統(tǒng)損傷的常見原因之一。缺氧缺血的主要病因是圍產(chǎn)期的窒息,窒息是由于母體和胎兒的血液循環(huán)障礙和氣體交換障礙,導致血氧的濃度降低。宮內窒息的發(fā)生率占50%,分娩過程中窒息率占了40%,其他原因占了10%。由于新生兒腦代謝很旺盛,全身耗氧量的一半為腦耗氧量并且腦內的糖原含量很少,所以氧和葡萄糖全都要靠腦部血液循環(huán)提供,當機體缺氧缺血,腦組織會發(fā)生以下改變:1、能量代謝會發(fā)生障礙:由于缺氧時候,腦組織的酵解力增強5-10倍,就會引發(fā)代謝性的酸中毒;2、通氣功能的改變:二氧化碳貯留,使PaCO2增強,就會引發(fā)呼吸性的酸中毒;3、腦內的無氧代謝使ATP的產(chǎn)生大量降低,一種原因是因為能量的來源不充足,使腦的氧化代謝受到了非常大的損害,神經(jīng)元大量壞死。而另一種原因是鈉泵轉運功能障礙,腦細胞內部的氯化鈉水平上升,導致細胞內發(fā)生水腫現(xiàn)象;4、腦部的微血管缺氧及血流減少,則引起腦的缺血,并引起血管的通透性的升高進而產(chǎn)生血管源性的腦水腫:5、當缺氧缺血后引起再灌注的損傷、鈣離子超負荷和氧自由基的增多,氨基酸興奮、并且大量釋放各種細胞因子,誘發(fā)一系列的復雜的級聯(lián)反應,造成神經(jīng)元損傷。該病的病理基礎是缺氧缺血性損傷。缺氧主要會引起腦水腫及神經(jīng)元壞死,缺血主要引起腦血管梗塞以及白質軟化。臨床表現(xiàn):1、足月新生兒、具有臨床上可以診斷的宮內窘迫史或著新生兒的產(chǎn)時窒息的情況;2、出現(xiàn)程度不同的意識改變,輕者會出現(xiàn)激惹或者嗜睡,重者出現(xiàn)昏迷;3、患兒的前囟飽滿、頭圍會變大、骨縫有分離,出現(xiàn)腦水腫的表現(xiàn);4、肌張力的改變;5、驚厥:中、重癥多見,驚厥可以表現(xiàn)為陣攣型樣表現(xiàn)和強直性肌陣攣型表現(xiàn),發(fā)作次數(shù)不規(guī)律,一般會在在生后24小時發(fā)作,發(fā)作者在24小時以內的后遺癥發(fā)生率明顯升高;6、原始反射的異常:比如擁抱反射活動會異;钴S、有時則會減弱或消失。吸吮反射活動有時減弱或者消失;7、重癥患兒會出現(xiàn)呼吸衰竭,常常伴有有呼吸節(jié)律不齊、呼吸暫時停止、以及眼球的震顫、瞳孔大小的改變等腦干損傷的表現(xiàn),重度表現(xiàn)的HIE患兒即使可以存活下來,也會常;加兄橇φ系K、腦癱、癲癇等嚴重的后遺癥。[4,,5]當前在臨床上針對于HIE的治療方法主要是護理及支持療法。一直以來,探索和研發(fā)治療HIE的有效的藥物,是新生兒科醫(yī)學領域研究的非常緊迫的任務。近幾年來,間充質干細胞不論是在胚胎中或者是在成年個體的神經(jīng)系統(tǒng)中的發(fā)現(xiàn)以及體外培養(yǎng)成功為缺氧缺血性腦病的細胞移植治療和基因治療,提供了新的方法在了解這些治療方案療效及其作用機制的研究中,HIE動物模型起到了非常重要的作用。在高原地區(qū),大氣氧分壓較低,由于高原低氧的影響,新生兒缺氧缺血性腦病(HIE)在高原地區(qū)發(fā)病率比較高。本實驗采用高原低壓環(huán)境模擬倉結合大鼠游泳運動的方法制備高原地區(qū)新生兒缺氧缺血性腦病大鼠模型,觀察其行為學、腦組織病理變化、腦TTC染色和電鏡下紅細胞形態(tài)觀察,為HIE在高原地區(qū)的臨床研究做基礎實驗準備。方法:將SD新生大鼠(10日齡)32只,隨機分為4組:對照組為A組,實驗組:B組(2000m組)、C組(4000m組)、D組(6000m組)。對照組大鼠在屏障環(huán)境中飼養(yǎng),實驗組大鼠置于高原低壓環(huán)境模擬倉結合運動的方式在艙內游泳槽進行60 min/d的游泳運動,且在高原低壓環(huán)境模擬艙內生活時間每天不少于20小時。每組大鼠分別在第3、7、11、15d用Zea Longa 5分制評分標準進行行為學評分并且于第15d采集靜脈血,在掃描電鏡下觀察紅細胞形態(tài)。每組處死后取腦組織進行HE染色和TTC染色。模型制作成功后,分為3組即對照組:8只:HIE+PBS組(模型組):8只,先制成HIE模型,然后給予PBS作為安慰治療;HIE+MSC組(治療組):8只,先制成HIE模型,然后給予MSC治療。分別于干預后第5、7、14、21天進行神經(jīng)行為學檢測(Rotarod Test旋轉實驗和Morris水迷宮測試)。21日后處死采用組織切片HE染色,觀察新生大鼠腦損傷的病理變化。結果:1、神經(jīng)病學評分對照組行為正常,在行為學評分中為0分,而實驗組大鼠行為學異常,主要表現(xiàn)為一側肢體感覺和運動功能障礙和平衡功能的異常。實驗組大鼠評分隨海拔升高而升高,行為異常程度與海拔高度呈正相關。并且實驗組大鼠在第3、7、11、15d行為學評分逐漸升高,這一數(shù)據(jù)表明長期生活中缺氧環(huán)境中會使腦損傷程度日趨加重,實驗表明對照組與各實驗組差異有顯著性意義p0.05)海拔6000m組與對照組比較差異非常顯著(p<0.01)。2、腦組織病理學改變對照組腦組織神經(jīng)細胞、神經(jīng)膠質細胞大小、外形正常,未出現(xiàn)腦水腫;在海拔2000m大腦皮質輕度萎縮,神經(jīng)元細胞輕度水腫,膠質細胞輕度增生:在海拔4000m大腦皮質中度萎縮,神經(jīng)元細胞中度水腫,膠質細胞中度增生;在海拔6000m室管膜細胞重度水腫。3、TTC染色結果TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)是脂溶性光敏感復合物,它是呼吸鏈中吡啶—核苷結構酶系統(tǒng)的質子受體,與正常組織中的脫氫酶反應而呈紅色,而缺氧缺血組織內脫氫酶活性下降,不能反應,故不會產(chǎn)生變化呈蒼白[16]。對照組TTC染色結果為紅色,未出現(xiàn)缺氧缺血表現(xiàn);海拔2000m出現(xiàn)輕度改變,大腦皮質出現(xiàn)小片蒼白;海拔4000m大腦皮質區(qū)可明顯看見蒼白區(qū)域;海拔6000m接近一半出現(xiàn)蒼白區(qū)。利用Image-Pro Plus做出海拔2000m組腦缺氧面積為26.6%,海拔4000m組腦缺氧面積為34.3%,海拔6000m組腦缺氧面積為56.6%,而對照組則為正常。4、電鏡下紅細胞在掃描電鏡下可以看見對照組紅細胞呈雙凹圓盤狀,在海拔2000m下電鏡表現(xiàn)為輕度改變呈帽狀結構;在海拔4000m下表現(xiàn)為不規(guī)則形;在海拔6000m下表現(xiàn)為鋸齒狀,部分紅細胞會出現(xiàn)空洞,崩解。間充質干細胞給予治療:5、Rotarod Test結果顯示造模后第5天模型組與治療組大鼠在轉輪中堅持時間明顯下降,與對照組比較差異有統(tǒng)計學意義(P0.05);造模后第7、14、21天,模型組與治療組大鼠在轉輪中堅持時間有升高趨勢,其中治療組升高趨勢明顯高于模型組(P0.05),第21天模型組與治療組大鼠在轉輪中堅持時間比較差異有統(tǒng)計學意義(P0.05)。6、Morris水迷宮結果顯示3組大鼠的逃避潛伏期顯示隨訓練天數(shù)增加而逃避時間逐漸縮短,前5天的總體學習成績的組間差異有統(tǒng)計學意義(P0.01)。第7天開始治療組時間逐漸縮短,第21天治療組與模型組大鼠的逃避潛伏期在各個時間點的差異非常顯著。7、病理結果:模型組大鼠出現(xiàn)海馬區(qū)神經(jīng)元水腫、核染色質結構不清、空泡形成等病理變化,而治療組病理損傷明顯減輕。結論:本研究采用高原低壓環(huán)境模擬倉結合運動模擬高原環(huán)境制作新生兒缺氧缺血性腦病(HIE)的模型,該模型穩(wěn)定、可靠,比其他方法更符合缺血缺氧腦損傷的發(fā)病機理,與臨床貼近,可用于相關研究。間充質干細胞治療后發(fā)現(xiàn)間充質干細胞可促進大鼠缺血腦損傷后神經(jīng)功能恢復。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:南方醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:R742;R-332
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