微小血管參與糖尿病加重腦缺血損傷的實驗研究
發(fā)布時間:2018-06-20 19:38
本文選題:腦 + 糖尿病/高血糖 ; 參考:《寧夏醫(yī)科大學》2014年碩士論文
【摘要】:目的觀察糖尿病/高血糖狀態(tài)腦缺血后,微血管數量、形態(tài)和內皮細胞的結構改變,明確微血管改變在糖尿病/高血糖加重腦缺血損傷中的作用及可能的機制,進一步探討糖尿病/高血糖加重腦缺血損傷的可能機制。 方法本實驗選取雄性SD大鼠(260-300g),隨機分成糖尿病腦缺血組(DM組)、糖尿病假手術組(DS組)、正常血糖腦缺血組(NM組)和正常血糖假手術組(NS組),腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)制備1型糖尿病大鼠模型,血糖恒定高于16.7mol/ml為模型成功;正常血糖組給予等體積生理鹽水腹腔注射。大腦中動脈阻塞(MCAO)法制備局灶性腦缺血模型(缺血30min)。再灌注1d,3d,7d,14d,28d時,采用Longa評分法進行大鼠神經功能評分后斷頸取腦;取前囟前2mm至前囟后3mm間腦組織行連續(xù)冠狀取材(厚3mm),將腦組織片于4%多聚甲醛固定用于HE和免疫組化染色;梗死區(qū)周邊大腦皮質取材,-80℃凍存,用于western-blotting檢驗,同時,提取相應區(qū)域腦組織置于2.5%戊二醛固定,用于電鏡檢查。 HE和PAS染色觀察腦缺血后不同灌注時間微小血管的損傷和再生;透射電子顯微鏡觀察腦缺血再灌注1d、3d、7d時血管內皮細胞和基底膜的形態(tài)學改變;連同內皮細胞功能蛋白vWF免疫組化染色,共同觀察缺血再灌注過程中微小血管的損傷和再生情況。免疫組化和western-blotting法檢測缺血再灌注不同時段各組缺血周邊區(qū)VEGF和VEGFR2的表達,并進一步將VEGF和星形膠質細胞特異性標記GFAP和神經元特異性標記NeuN分別進行免疫組化熒光雙標,進一ki明確VEGF神經細胞定位。從而,進一步闡明糖尿病/高血糖對腦缺血再灌注微小血管影響的可能分子機制,為高血糖加重腦缺血損傷的防治提供新思路。 結果高血糖組梗死灶體積明顯大于正常血糖組(P<0.05)。組織學觀察結果顯示:假手術組結構基本正常,MACO30min再灌注1d時,缺血側血管管腔增大,血管和神經細胞周圍間隙增大。缺血區(qū)出現神經元腫脹,部分神經元出現核固縮,DM組以上腦水腫和神經細胞損傷的表現更加明顯。再灌注3d時,以上腦水腫程度減輕,缺血灶邊緣微小血管數量增加,管腔大而不規(guī)則;再灌注7d時,血管數量較3d減少,形狀逐漸恢復正常,缺血灶膠質細胞大量堆積,膠質結節(jié)形成;至再灌注28d時,缺血區(qū)血管無論數量或形態(tài),與正常組比較,無明顯差異。與NM組相比較,DM組缺血側微小血管的隨再灌注時間的延長,數量變化趨勢相似,但再灌注3d和7d時,缺血側邊緣血管數量明顯增多,再生的血管呈簇狀排列,部分血管管壁缺如,結構不良。PAS結果顯示:再灌注1d時血管管腔變大,基底膜變薄,較正常染色變淺,3d時,再生的血管形狀不規(guī)則,基底膜染色淺,部分基底膜斷裂,7d時基底膜開始增生、部分區(qū)域變厚,染色較1d、3d加重;再灌注14d時,血管基本恢復,基底膜較正常血管略增厚,基底膜相對完整,PAS染色加深。與NM組相比較,DM組再灌注1d時,基底膜PAS染色明顯變淡,基底膜厚薄不一現象明顯,有些區(qū)域甚至出現染色不連續(xù)。再灌注7d后,血管形狀多數不規(guī)則,基底膜染色淡,部分區(qū)域缺如。電子顯微鏡觀察可見,DM組和NM組血管內皮細胞均出現不同程度的受損情況。在DM1d時,內皮細胞形成凋亡小體,基底膜內出現大量空泡;再灌注3d時,新生血管管腔不規(guī)則,基底膜厚薄不一;再灌注7d時,血管壁呈增生樣增厚,血管周邊空泡較1、3d組明顯減少。血管壁的內皮細胞和構成血管壁的星形膠質在缺血再灌注1d時,細胞明顯水腫,內質網和線粒體明顯腫脹,甚至出現細胞器崩解,以后逐漸恢復。高血糖組血管內皮的受損情況較NM明顯加重,血管壁周邊空泡明顯增多、變大,內皮細胞凋亡明顯,,基底膜厚薄不一更加明顯,其內空泡大而易見,甚至出現基底膜斷裂,損傷表現以再灌注1d最為明顯。DM組缺血后內皮細胞和星形膠質細胞細胞器損傷同樣明顯加重。內皮細胞功能蛋白vWF免疫組化結果顯示:假手術組內皮細胞內可見vWF均勻高強度表達,在NM組1d時,表達明顯下降,再灌注3d和7d時血管內皮細胞又出現不同程度表達,至缺血再灌注28d后,血管內皮陽性表達量恢復至正常狀態(tài)。與NM組比較,DM組各灌注時間點內皮細胞vWF表達明顯減弱。免疫組化結果顯示:VEGF主要定位于微小血管內皮細胞和神經細胞胞漿,VEGFR2主要定位于內皮細胞。假手術組鼠腦中僅見微量VEGF表達,DM組和NM組腦組織VEGF陽性表達主要分布于缺血周邊區(qū),VEGFR2陽性表達主要分布于缺血周邊區(qū)的血管內皮細胞。NM組和DM組大鼠腦組織中VEGF表達均較正常對照組明顯增加(P0.05)。VEGF表達于再灌注1d開始升高,至3d達到高峰,隨后逐漸降低,隨時間延長其表達逐漸減少;至第28天僅有少量表達。與NM組相比,DM各灌注組VEGF陽性表達明顯降低(P0.05)。Western Blotting結果顯示:VEGF和VEGFR2蛋白于正常血糖腦缺血再灌注組及假手術組表達較少,自第3d有一定量的表達,第7天表達最多,之后逐漸減少,至28天仍有表達(P0.05)。通過VEGF和GFAP和Neun免疫組化熒光雙標結果提示,VEGF在星形膠質細胞和神經元均有高表達。 結論 1.糖尿病/高血糖能加重腦組織損傷,加大梗死灶面積及微小血管損傷;微小血管損傷包括:內皮細胞損傷,基底膜損傷和星形膠質細胞的損傷,參與了糖尿病/高血糖加重腦缺血損傷; 2.糖尿病/高血糖可促進缺血再灌注過程中微小血管增生,但增生的血管呈簇狀生長,結構不完整,可能與糖尿病/高血糖狀態(tài),腦缺血預后不良有關; 3.腦缺血再灌注損傷可誘導VEGF、VEGFR2的早期表達,參與了腦缺血損傷微小血管的再生; 4.糖尿病/高血糖狀態(tài)腦再灌注損傷時VEGF和VEGFR-2蛋白表達量的減少,可能參與了糖尿病/高血糖導致的再灌注過程中再生微小血管的結構不良。
[Abstract]:Objective To observe the changes of the number , morphology and structure of endothelial cells after cerebral ischemia in diabetes / hyperglycemia , and to clarify the role and possible mechanism of microvascular changes in diabetic / hyperglycemia patients with cerebral ischemia injury , and to further explore the possible mechanism of diabetes / hyperglycemia to aggravate cerebral ischemia injury .
Methods Male SD rats ( 260 - 300 g ) were randomly divided into diabetic cerebral ischemia group ( DM group ) , diabetic pseudo - operation group ( DS group ) , normal blood glucose cerebral ischemia group ( NM group ) and normal blood glucose pseudo - operation group ( NS group ) .
Normal blood glucose group was injected intraperitoneally with equal volume of physiological saline . The focal cerebral ischemia model ( ischemia 30min ) was prepared by middle cerebral artery occlusion ( occlusion ) . After reperfusion for 1d , 3d , 7d , 14d and 28d , the rats were divided into the brain by Longa scoring method .
The brain tissue was treated with 4 % polyformaldehyde for HE and immunohistochemical staining after taking the anterior fontanel 2 mm to the anterior fontanel 3 mm from the anterior fontanel and 3 mm from the anterior fontanel .
The cerebral cortex was taken from the periphery of the infarct area and frozen at -80 鈩
本文編號:2045447
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