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目的：采用枕大池内注入脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)的方法建立大鼠脑水肿模型,观察脑组织病理形态学变化,脑组织含水量(brain water content,BWC),血脑屏障(blood brain barrier,BBB)的紧密连接蛋白Occludin和水通道蛋白-4(aquaporin4,AQP4)表达水平的动态变化,研究水通道蛋白4及血脑屏障紧密连接蛋白Occludin与脑水肿形成的关系,及其可能的作用机制,为临床脑水肿的治疗提供理论依据。
方法：选用Wistar健康成年大鼠,随机分为正常对照组,生理盐水组和脂多糖组,后两组的观察时间点选定于造模后3h、6h、12h、24h、72h。采用经皮穿刺枕大池内注入脂多糖的方法制备脑水肿动物模型,正常对照组、生理盐水组及脂多糖组分别于各时间点进行开颅取脑,测定脑组织含水量,通过HE染色法观察脑组织的病理形态学变化,应用Western blot方法检测血脑屏障紧密连接蛋白Occludin的表达变化。应用RT-PCR技术测定脑组织内AQP4mRNA的表达变化。
结果：生理盐水组脑水肿程度与正常对照组相比较无显著性差异;脑组织含水量:正常对照组与生理盐水组相比较无显著性差异;脂多糖组在注入LPS后,脑水肿程度逐渐加重,在6～12h内达高峰,脑组织含水量较生理盐水组显著增高,均在6～12h达高峰;光学显微镜下观察各组病理变化,正常对照组与生理盐水组未见明显病理性损伤,偶见神经元固缩;脂多糖组可见3h时间点脑组织内神经元出现固缩,血管周围腔隙增宽,血管周围可见炎性细胞浸润,6～12h神经元固缩明显增多,血管周围腔隙明显增宽,组织间隙可见大量水肿液,血管周围大量炎性细胞浸润;24～72h血管周围腔隙增宽减轻,仍有神经细胞水肿。生理盐水组各时间点中有少量AQP4mRNA及Occludin蛋白的表达,与正常对照组之间无显著性差异;脂多糖组在造模后3hAQP4的mRNA表达开始增加,6～12h达高峰,此后明显下降,随后表达开始减弱,24～72h表达显著低于生理盐水组;Occludin蛋白表达下降出现于造模后3h,12～24h下降更明显,72h表达开始升高。
结论：枕大池内注入脂多糖(LPS)所建立脑水肿模型中,水通道蛋白-4早期表达增强是胶质细胞的适应性反应,与血脑屏障的破坏有关,促进了血管源性脑水肿的发生。后期AQP4表达减弱是机体内在防御机制的表现,同时又促进细胞毒性脑水肿的形成。Occludin在脑组织中表达量随脑水肿的加重而降低,即与脑水肿的程度呈负相关,目前认为这与脑水肿时内皮细胞通透性增加,血脑屏障的通透性改变,导致Occludin的表达下调有关,促进了血管源性脑水肿的发生。