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我室的前期工作已证实TBI后氧化应激可诱导神经细胞凋亡。然而该过程的信号转导通路并不清楚。为了寻求通路上的关键点,并以此找到治疗新措施,本课题继续探索这一信号转导通路。目的:探讨脑创伤后在抗氧化剂Edaravone干预下大鼠大脑皮质凋亡相关蛋白表达及大鼠行为学改变情况,证明脑创伤后氧化应激诱导神经细胞凋亡信号转导的通路和Edaravone对脑保护作用的可能机制,以期为临床治疗提供理论依据和开拓新的治疗前景。方法:雄性成年SD大鼠180只,体重300-350 g,随机分组,分为颅脑创伤组、Edaravone治疗组、实验对照组。每组设伤后1小时、3小时、6小时、24小时、48小时、72小时6个时相点。治疗组给予Edaravone10mg /kg,对照组、颅脑创伤(TBI)组给予等量生理盐水。注射方法为伤后10分钟尾静脉注射,每24小时注射1次。采用改进的Marmarou’s法建立大鼠中度闭合性弥漫性颅脑损伤模型,大鼠在各自时间点处死;HE染色观察大鼠颅脑损伤后皮层神经元的病理改变;免疫组化法和TUNEL法以及硫代巴比妥酸缩合法观察不同时相点大鼠皮层Cyt-c、Bcl-2和Bax的表达情况,细胞凋亡和MDA变化情况以及Edaravone的干预下大鼠行为学改变;阳性细胞免疫反应强弱采用Motic Med 6.0计算机真彩色图象分析系统以平均光密度进行半定量分析;实验数据用SPSS11.5 for windows软件进行统计学处理。结果:大鼠致伤后多数短暂呈去大脑状态及呼吸抑制。多数大鼠蛛网膜下腔可见出血或黄染,顶叶打击区有散在的脑挫裂伤,脑实质内部散在血肿。HE染色可见创伤后6小时大脑皮质出现散在变性坏死神经元,伤后24h达高峰。上述结果与Mamarou所描述的模型伤后表现大致相符。自由基中间产物丙二醛(MDA)测定结果:伤后6小时即可检测到MDA的升高,与对照组相比,24小时显著升高48h达高峰(p<0.01),与创伤组相比较治疗组MDA含量各时相点均有所降低,其中以24h、48h和72h有显著性差异(p<0.01)。与对照组相比,创伤组Cytc阳性细胞免疫反应6h增强,24h达高峰,在3h、6h、24h、48h和72h有显著性差异(p<0.01)。与创伤组相比Edaravone治疗组Ctyc阳性细胞免疫反应在24h、48h和72h明显降低(p<0.01)。Bcl-2表达在伤后应激性增高,于3h达高峰,以后逐渐下降,Bax在伤后表达逐渐增高,于48h达高峰,Bax/ Bcl-2于48 h达高峰。Edaravone能显著改善二者的比例变化,与创伤组比较在24h、48h、72 h差异具有显著性(p<0.01)。脑创伤后,TUNEL阳性细胞数逐渐增多,24小时以前以TUNELⅠ型细胞为主,24小时后TUNEL阳性细胞以Ⅱ型细胞为主并于48h达高峰。Edaravone明显降低脑创伤后大鼠大脑皮质神经细胞凋亡数,与创伤组比较在24h、48h、72 h有显著性差异(p<0.01)。伤后1小时至24小时丙二醛(MDA)与Cytc免疫反应密切相关(r=0.997, p<0.01);伤后1小时至72小时丙二醛(MDA)与TUNEL阳性细胞数密切相关(r=0.921, p<0.01);伤后1小时至24小时Cytc与TUNEL阳性细胞数密切相关(r=0.958, p<0.05);伤后1小时至24小时Bax和Bcl-2二者的比例与Cytc免疫反应相关(r=0.996, p<0.01),但Cytc表达峰值(24h)早于Bax和Bcl-2二者的比例高峰值(48h);伤后1小时至72小时Bax和Bcl-2二者的比例与TUNEL阳性细胞数密切相关(r=0.925, p<0.01)。行为学分析:Edaravone能改善TBI后72h的神经生理功能的缺陷程度(p<0.01)。结论: 1.大鼠TBI后皮质神经细胞死亡存在坏死和凋亡两种方式,其中以凋亡为主。2 .氧自由基-线粒体-Cytc是脑创伤后神经细胞凋亡的信号转导通路中的一条。脑创伤导致大量自由基产生,进而导致线粒体渗透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,PTP)开放,使Cytc释出,经过下游的Bcl-2、Bax等蛋白表达的调整,导致大脑皮层神经元发生凋亡。3.氧自由基、Bcl-2、Bax三因素在细胞色素c释放的调节中,氧自由基可能是细胞色素c释放的主要因素,Bax和Bcl-2二者的比例对Ctyc释放的调节起重要作用,Bax和Bcl-2二者的比例在Ctyc释放后的凋亡基因的调节中可能仍发挥重要的作用。4. Edaravone对颅脑创伤有治疗作用,其机制之一是通过减少自由基生成,抑制PTP开放,减少Cytc释放,上调Bcl-2、下调Bax,起到抗凋亡作用,减少神经元坏死和凋亡,同时本实验未发现Edaravone对脑创伤治疗的副作用。因此,建议将Edaravone用于临床病人。