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研究目的:缺血性脑血管病是严重威胁人类健康的常见病和多发病,治疗方法颇多,但临床疗效多不理想。如何降低该病的发病率及致残率,一直是世界上研究的热点之一。已有文献报道重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)对脑缺血有保护作用,但其详尽作用机制、疗效、用药时机、剂量及毒副作用等均未阐明。本实验采用脑缺血再灌注模型和局灶性脑缺血模型,多角度研究rhG-CSF介导的自身骨髓干细胞治疗急性脑缺血的疗效和作用机制,为最终应用于临床提供实验依据。
研究方法:(1) 建立3组局灶性脑缺血再灌注模型。将雄性健康沙土鼠随机分为实验组1组、对照组1组和假手术对照组1组。实验组1组在脑缺血再灌流后30分钟腹腔注射rhG-CSF60 μg/kg,对照组1组在复制模型后30分钟腹腔注射与实验组1组等量生理盐水,假手术对照组1组除不夹闭两侧颈总动脉外,其他实验步骤同对照组1组。在做模后24h、48h和1周三个不同时段将3组沙土鼠分别处死取脑切片,进行尼氏染色和免疫组化观察。(2)用光化学法制作大鼠局灶性脑缺血模型。成年雄性健康SD大鼠随机分为对照组2组、实验组2组、实验组3组和假手术对照组2组。实验组2组和实验组3组大鼠制模前7天给予rhG-CSF腹腔注射,剂量分别为60 μg/kg、120 μg/kg:对照组2组和假手术对照组2组给予与实验组2组及实验组3组等量生理盐水。脑缺血后3h各组分别处死6只大鼠,测定脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量。脑缺血后24h各组分别处死6只大鼠,取脑行2,3,5-氯化三苯四唑(TTC)染色,测量脑梗死体积。
结果:(1) 脑缺血再灌注后1周,实验组1组海马本部CA<,1>区锥体细胞部分丢失,部分残存;对照组1组海马本部CA<,1>区锥体细胞大部分丢失,只有少量细胞残存,零星散在分布:假手术对照组1组海马本部CA<,1>区锥体细胞未见明显丢失。(2)实验组1组术后24h,海马区齿状回可检测到CD34<+>单个核细胞。实验组1组术后48h,海马区齿状回除有CD34<+>单个核细胞浸润外,还存在呈锥形且带有突起的CD34<+>细胞,而CD34<+>细胞主要分布于齿状回颗粒细胞下层。实验组1组术后1周,海马区齿状回除有少量的CD34<+>细胞外,还可见串珠样CD34<+>细胞。在以上三个时间点海马本部未见CD34<+>细胞。对照组1组和假手术对照组1组海马本部及齿状回均未见CD34<+>细胞。(3)对照组2组大鼠局灶性脑缺血后脑组织内SOD活性下降,实验组3组SOD活性比对照组2组高,有显著性差异(P<0.05)。对照组2组大鼠局灶性脑缺血后脑组织内MDA含量增高,实验组3组MDA含量比对照组2组低,差异有统计学意义(P<0.05)。(4)对照组2组脑梗死范围较实验组2组和实验组3组大,实验组2组和实验组3组与对照组2组比较差异有统计学意义(P<0.05)。
结论:
1.rhG-CSF可减轻脑缺血再灌流后海马CA<,1>区锥体细胞迟发性神经元坏死;rhG-CSF可动员骨髓干细胞进入海马,并进一步分化为功能细胞,对脑缺血再灌注损伤具有重塑作用,rhG-CS对脑缺血有保护作用。
2.大鼠局灶性脑缺血后rhG-CSF可增强脑组织内SOD活性,减少MDA含量,rhG-CSF有减少缺血后脑组织自由基生成,有增强缺血后脑组织清除氧自由基的能力;rhG-CSF可减轻脑缺血模型的脑梗死程度,rhG-CSF对脑缺血有保护作用。