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脑缺血再灌注后血脑屏障通透性的实验探究

同济医科大学博士学位论空脑缺血再灌注后血脑屏障通透性的实验研究同济医科大学附属协和医院神经内科博士研究生:博士生导师:王耀明童萼塘教授中文摘要第一部分脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的免疫组织化学研究目的采用免疫组织化学的方法,研究脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障(BBB)的通透性。

f方法采用线栓法大鼠大脑中动脉闭塞的局灶性脑缺血模型,缺血1小时后再灌注,分别于再灌注后Oh、3h、5h、12h及24h,采用免疫组织化学SABC法,观察内源性免疫球蛋白009G)在脑组织中的表达。

结果再灌注oh、3h时,脑组织中未见IgG的表达。

再灌注5h时,缺血侧大脑半球纹状体有局灶性的IgG表达。

再灌注12h时,缺血侧纹状体及新皮层可见有广泛的IgG的表达,一些神经细胞和朦_顺细胞的胞浆内亦有表达。

再灌注24h时,表达更加明显:】结论缺血lh再灌注3—5h时,BBB开始受损开放,通透性增加。

纹状体的BBB较新皮层更易受损。

再灌注12h、24h,外渗的血清蛋白存在累积增加。

第二部分尼莫地平对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响目的研究尼莫地平对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响。

l方法采用线栓法大鼠大脑中动脉闭塞的局灶性脑缺血模型。

缺血1h后再灌注,分别于缺血前及再灌注后静脉注射尼莫地平。

采用免疫组织化学SABC法,观察再灌注12h时.内源性IgG在脑组织中的表达,比较缺血前注射尼莫地平组、未注射尼莫地平组及再灌注后注射尼莫地平组三组大鼠脑组织中IgG的表达水平。

结果末注射尼莫地平组大鼠,在再灌注12h时,缺血侧大脑半球纹状体及新皮层可见广泛的lgG表达。

再灌注后注射尼莫地平组大鼠,IgG的表达更加明显。

而缺血前注射尼莫地平组大鼠,IgG的表达在新皮层仅见于微血管壁内。

在纹状体可见局灶性IgG的表达。

j结论脑缺血再灌注后注射尼莫地平可加重BBB的损伤,使其通透性增加。

缺血前注射尼莫地平,可使再灌注后BBB的损伤减轻。

第三部分脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的荧光定量分析目的通过敏感的荧光方法,定量分析脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障(BBB)的通透性。

防法采用线栓法制备大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,缺血‰后再灌注,采用依文思兰(EB)荧光的方法,分别观察了再灌注2h、3h、9h、24h和48h时BBB的通透性。

结果再灌注3h时,缺血侧纹状体EB的含量开始增加(与假手术组相比P<005)。

再灌注9h时,缺血侧新皮层EB的含量开始增加(P<0.01)。

而再灌2h时纹状体EB的含量和再灌注2h、3h映,新皮层EB的含量与假手术组相比差别无显著性意义(P>o.05)。

)结论脑缺血2h再灌注2—3hN,纹状体的BBB通透性开始增加。

再灌注9h时,新皮层的BBB通透性增加。

纹状体BBB较新皮层更易受损。

EB荧光的方法可精确定量的反映BBB通透性,是研究BBB通透性理想的方法。

第四部分缺氧预处理对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响目的探讨缺氧预处理对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障(BBB)通透性的影响。

防法大鼠经密闭缺氧的重复作用后,采用线栓法制备左侧大脑半球局灶性脑缺血模型,缺血2h后再灌注9h,采用依文思兰(EB)荧光定量的方法,观察BBB的通透性,并与单纯脑缺血再灌注组和假手术组进行比较。

结果缺氧预处理组左侧纹状体EB的含量比单纯脑缺血再灌注组明显减少(P<001)。

缺氧预处理组左侧新皮层EB含量比单纯脑缺血再灌注组明显减少(P<o05):I结论缺氧预处理对脑缺血再灌注后BBB的损伤有保护作用。

第五部分增强MRJ评价脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障的通透性目的通过增强MRI来研究脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障的通透性。

I方法采用线栓法制备大鼠MCAO局灶性脑缺血再灌注模型。

特别在MCAO3h、4h、5h、6h后再灌注。

用1.5T超导型MR机进行大鼠脑冠状位扫描,随后经股静脉注入Gd.DTPA,迅速行同层间隙扫描(每隔lo分钟扫描一次),持续2h。

以双侧对称的脑实质为兴趣区,测得兴趣区信号强度fSll,求其增强率。

结果MCAO3h组,再灌注80分钟后缺血侧纹状体明显增强。

4h组,再灌注50分钟后有明显增强。

5h组,再灌注20分钟后有明显增强。

6h组,再灌注后即刻可见明显增强。

每组缺血侧侧脑室在再灌注后立即可见明显强化。

1结论脑缺血时间越长,BBB通透性增加所需的再灌注时间就越短。

缺血6h再灌注后即刻出现BBB破坏。

血脑脊液屏障较早受到破坏。

纹状体区BBB比大脑皮层更易受损。

增强MRI是一种敏感的在活体条件下检测BBB损伤的理想方法。

关键词血脑屏障局灶性脑缺血免疫球蛋白G尼莫地平依文思兰缺氧预处理磁共振成像大鼠ExperimentalStudyofBlood-BrainBarrierPermeabilityduringReperfusionfollowingCerebralIschemiaDepartmentofNeurology,UnionHospitaTongjiMedicalUniversity,WuhanDoctoralCandidateDoctoralTutor:WangYaomingProf.TongEtangAbstraetPartI.1mmunohistochemiealstudyofblood-brainbarrierpermeabilityduringreperfusionfollowingmiddlecerebralarteryocclusioninrats.0bjectiveToevaluateblood・brainbarrierpermeabilityduringreperfusionfollowingmiddlecerebralarteryocclusion(MCAO)inratsusingimmunohistochemistryMethodsTheratmodeloffocalcerebralischemiawasmadebyinsertionofanintraluminalnylonsuture.TheexpressionofendogenousimmunoglobulinG(IgG)inbraintissuewasmeasuredatdifferentreperfusiontimepoint(Oh,3h.5h,12h,24h)following1hofMCAObyimmunohistochemicalmethod.ResultsIgGimmunoreactivitydidn。

tappearinbraintissueafter3hofreperfusion.IgGimmunoreactivitywasdetectedinthestriatumoftheischemichemisphereafter5hofreperfusionTheexpressionofIgGwasextensiveinthestriatumandtheneocortexoftheischemicsidewithIgGexpressioninsidecertainneuronalcytoplasm,TheexpressionofIgGwasmorepositiveafter24hofreperfusion.ConclusionsBBBbegantobeinjuredduring3-5hreperfusionfollowing1hcerebralischemia.BBBdamagewasmore4easilylnstriatumthaninneocortexPartII.Effectsofnimodipineonblood-brainbarrierpermeabilityinratsduringreperfusionfollowingcerebralisehemiaObjectiveWeinvestigatedtheeffectsofintravenousapplicationofnimodipineonBBBpermeabilityduringreperfusionMethodsTheleftMCAfollowingfocalcerebralischemiainratswasoccludedfor1hbyanintraluminalfilament,andrecirculationwasinstitutedfor12htOallowassessmentoftheexpressionofIgGinbraintissueusingimmunohistochemicalmethodIntravenousapplicationofnimodipinehappenedtotheratsofgroupIbeforeMCAOandhappenedtotheratsofgroupIIIafterreperfusionNoratacceptednimodipineingroupII.ResultsTheexpressionofIgGwasextensiveinischemichemispherefollowing12hreperfusionintheratsofgroupIITheIgGexpressionwasmorepositiveintheratsofgroupIIlthaniatheratsofgroupIITherewaslessexpressionofIgGintheratsofgroupIConclusionsIntravenousapplicationofnimodipinefollowingreperfusionwouldaccelerateBBBdamage.IntravenousapplicationofnimodipinebeforecerebralischemiacouldreduceBBBinjury.Part111.Quantitativeevaluationofblood.brainbarrierpermeabilityduringreperfusionfollowingmiddlecerebralarteryocclusioninratsusingEvansbluefluorescence.objectiveAsensitivequantitativefluorescencemethodwasusedtoevaluateblood—brainbarrier(BBB)permeabilityduringreperfusionfollowingmiddlecerebralarteryocclusion(MCAO)inrats.MethodsMalewistarratswereSUbjectedtoIeftMCAObyinsertionofanintraluminalnylonsutureReperfusionwasproducedfollowing2hofMCAOBBBpermeabilitywasevaluatedbyEvansblue(EB)fluorescenceeither2,3,9,24or48hafterreperfusion5同济医科太学博士学位论文ReSuItsEBcontentsinleftstriatumfirstincreasedat3hofrecirculation(P<005VSshamgroup)EBcontentsinleftneocortexinitiallyincreasedat9hofreperfusion(P<001VSsham)ButEBcontentSinleftstriatumat2hofreperfusionandEBcontentsinleftneocortexateither2hor3hofreperfusiondidnotincreaserP>005VSsham).ConclusionsBBBinstriatumbegantobeopenedat2-3hMCAO.BBBinneocortexbegantOhereperfusionafter2hofopenedat9hofreperfusionDamagetoBBBinstriatumwasmoreeasilythaninneocortexRegionalmeasurementofEBfluorescenceoffersaprecisemeansofquantitatingBBBdisruption.PartIV.Effectsofhypoxiapreconditioningonblood-brainbarrierpermeabilityduringreperfusionfollowingmiddlecerebralarteryocclusioninrats.objeetiveToevaluateeffectsofhypoxiapreconditioningonblood—brainbarrier(BBB)permeabilityduringreperfusionfollowingmiddlecerebralarteryocclusion(MCAO)inrats.MethodsMalewistarratswereSUbiectedto1eftMCAObyinsertionofanintraluminalnylonsutureafterhypoxiapreconditiOning.Reperfusionwasproducedfollowing2hofMCAO.BBBpermeabilitywasevaluatedbyEvansblue(EB)fluorescenceafter9hofreperfusion.ResultsEBcontentsinleftstriatumandneocortexinratsofcerebralischemia.reperfusionwithhypoxiapreconditioningwerelessthanthatinratsofcerebralischemia—reperfusionwithouthypoxiapreconditioningConclusionBBBinjuryduetocerebralischemia-reperfusioncanbeprotectedbyhypoxiapreconditiOning.PartV.Evaluationofblood・brainbarrierpermeabilityduringreperfusionfollowingfocalcerebralischemiainratsusingcontrast—enhancedMRIObjectiveContrast-enhancedMRlwasusedtoobserveBBB6壁堑垦型奎兰壁主兰垒丝茎一permeabilityduringreperfusionfollowingMCAOinratsMethodsTheleftmiddlecerebralarteriesweretransientlyoccludedbyinsertinganylonthreadintothecarotidarteryandremovingitfoilowingavariableintervalof3to6hT2WandT】Wimageswereobtainedina15TmagnetbeforeandafterGd・DTPAwasinjectedintravenouslyThepercentenhancementofsignalintensity(st)wascalculated,ResultsEnhancementofthestriatumwasseenfollowing80rainreperfusionintheaffectedhemisphereofthe3hischemiagroup.Enhancementofthestriatumwasevidentfollowing50minreperfusioninthe4hischemiagroupEnhancementofthestriatumappearedfollowing20rainreperfusioninthe5hischemiagroupThestriatumshowedenhancementfollowingreperfusionimmediatelyinthe6hischemiagroupThelateralventricleoftheischemichemisphereshowedenhancementfollowingreperfusioninstantlyineachgroOp.ConclusionsThelongerthecerebralischemialasted,theshorterthereperfusiontimeforBBBbreakdownneededDisruptionoftheblood—CSFbarrierhappenedeasily.BBBdamagehadastrongertendencytooccurinthestriatumthaninthecerebralcortexMRenhancementisproposedasasensitivemethodforquantificationofBBBinjuryinvivo.KeyWordsBlood・-brainbarrierImmunoglobulinGEvansblueMagneticresonanceimagingFocalcerebralischemiaNimodipineHypoxiapreconditioningRat刖置脑血管疾病是导致人类死亡的三大疾病之一,在某些地区,其死亡率居于首位。

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