發(fā)布時(shí)間：2017-12-15 06:28

  本文關(guān)鍵詞：神經(jīng)粘附分子NB-3在高原腦水腫發(fā)生中的作用及機(jī)制

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【摘要】：我國(guó)是世界上高原地區(qū)面積最大、邊境線最長(zhǎng)、定居人口最多的國(guó)家。高原地區(qū)環(huán)境特殊,其氧含量低、溫度低、濕度低、溫差大、紫外線輻射強(qiáng)。其中氧含量的下降對(duì)機(jī)體影響最為嚴(yán)重。腦是對(duì)缺氧最敏感的器官,對(duì)缺氧的耐受性也最差。當(dāng)氧的供應(yīng)不能滿足大腦需要時(shí),腦的代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列變化,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)腦水腫等危及生命的病理改變。缺氧導(dǎo)致的腦損傷是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、多因素相互作用的、漸進(jìn)性的發(fā)展過(guò)程,涉及血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、腦組織間質(zhì)水腫、細(xì)胞的水腫變性和壞死等。高原低氧環(huán)境常伴隨胃腸功能的紊亂、炎癥以及感染風(fēng)險(xiǎn)的增加。研究發(fā)現(xiàn)在高原登山人群中,發(fā)生胃腸道或呼吸道感染等引發(fā)炎癥反應(yīng)的人群更容易患急性高山病,且其路易斯湖評(píng)分與炎癥嚴(yán)重情況成正相關(guān)。有報(bào)道發(fā)現(xiàn)急性高山病患者血漿促炎細(xì)胞因子的表達(dá)出現(xiàn)明顯上調(diào)。而炎癥在高原腦水腫發(fā)生中的作用尚缺乏研究。血腦屏障是機(jī)體維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),由腦血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、星型膠質(zhì)細(xì)胞的終足及血管外基膜構(gòu)成。相鄰的腦血管內(nèi)皮細(xì)胞通過(guò)緊密連接蛋白緊緊的連接在一起,使血管中大小分子不能通過(guò)細(xì)胞旁路途徑進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng);腦血管內(nèi)皮細(xì)胞胞吞與胞飲的頻率極低,同時(shí)表達(dá)特異的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,從而限制了血管中大小分子通過(guò)跨細(xì)胞途徑進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。同時(shí)周細(xì)胞、星型膠質(zhì)細(xì)胞和血管外基膜通過(guò)多種分子通路與腦血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用,參與血腦屏障形成及穩(wěn)定的調(diào)節(jié)。細(xì)胞粘附分子在介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間粘附識(shí)別,維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整和細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮了重要作用。神經(jīng)粘附分子NB-3是細(xì)胞粘附分子免疫球蛋白超家族的成員。研究顯示NB-3通過(guò)親同性作用和親異性作用參與神經(jīng)干細(xì)胞的分化、神經(jīng)元突起的生長(zhǎng)及導(dǎo)向、神經(jīng)元的存活與凋亡以及軸突再生的調(diào)節(jié)。同時(shí)NB-3在自閉癥、智力障礙、精神分裂癥、多動(dòng)癥、雙相障礙、厭食癥等精神疾病中發(fā)揮重要功能。實(shí)驗(yàn)室前期工作顯示NB-3敲除明顯加重小鼠腦缺血造成的損傷,同時(shí)NB-3敲除小鼠表現(xiàn)出對(duì)缺氧的不耐受。因此圍繞高原腦水腫的發(fā)生我們探討了NB-3在其中發(fā)揮的作用及其可能調(diào)節(jié)機(jī)制。研究目的越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)研究及臨床調(diào)查提示炎癥反應(yīng)在急性高山病和高原肺水腫發(fā)生中的重要作用,炎癥反應(yīng)在高原腦水腫發(fā)生中的作用卻鮮有報(bào)道。因此我們首先研究了炎癥反應(yīng)在高原腦水腫發(fā)生中的作用。高原腦水腫發(fā)生的關(guān)鍵事件是血腦屏障的破壞。血腦屏障作為一個(gè)多細(xì)胞的結(jié)構(gòu),介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞粘附分子可能發(fā)揮了重要作用。研究顯示NB-3在神經(jīng)系統(tǒng)損傷,尤其是缺氧性損傷中發(fā)揮了重要作用。因此我們?cè)u(píng)價(jià)了NB-3在高原腦水腫發(fā)生中的作用,并探索了其發(fā)揮功能的可能機(jī)制。研究?jī)?nèi)容本研究主要分為兩部分:一、基于炎癥反應(yīng)在急性高山病發(fā)生中的作用,我們討論了炎癥反應(yīng)在高原腦水腫發(fā)生中的作用及調(diào)節(jié)機(jī)制。二、基于上述小鼠高原腦水腫模型,使用NB-3敲除小鼠,我們進(jìn)一步探討了NB-3在高原腦水腫發(fā)生中的作用及其可能機(jī)制。具體研究思路如下圖所示:高原低氧暴露加重LPS引起的炎癥反應(yīng)并促進(jìn)高原腦水腫的形成 神經(jīng)粘附分子NB-3缺失加重高原腦水腫的進(jìn)展研究方法采用干濕重法、MRI,我們?cè)u(píng)價(jià)了小鼠的腦含水量變化;通過(guò)檢測(cè)伊文斯蘭和Ig G的漏出,我們?cè)u(píng)價(jià)了血腦屏障通透性的變化;通過(guò)Real-time PCR法,我們對(duì)小鼠腦組織中特定基因的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行檢測(cè);通過(guò)ELISA法,我們對(duì)血清中的細(xì)胞因子進(jìn)行檢測(cè);通過(guò)免疫熒光法,我們對(duì)星型膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞的激活進(jìn)行了評(píng)價(jià),對(duì)NB-3在不同細(xì)胞的表達(dá)定位進(jìn)行檢測(cè),對(duì)緊密連接蛋白的細(xì)胞內(nèi)定位改變進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)血管的擴(kuò)張進(jìn)行評(píng)價(jià);通過(guò)激光散斑成像技術(shù),對(duì)小鼠頭部血流進(jìn)行檢測(cè);通過(guò)Western blot法,對(duì)低氧相關(guān)蛋白、水腫發(fā)生相關(guān)蛋白、緊密連接蛋白等進(jìn)行檢測(cè);通過(guò)透射電鏡,對(duì)小鼠腦組織超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè);通過(guò)HE染色,Nissl染色和Thy-1-YFP轉(zhuǎn)基因小鼠,我們對(duì)小鼠的組織形態(tài)和神經(jīng)元損傷進(jìn)行評(píng)價(jià);通過(guò)Morris水迷宮和Rota-Rod測(cè)試,我們?cè)u(píng)價(jià)了小鼠的空間記憶及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能的改變。研究結(jié)果第一部分高原低氧加重LPS引起的炎癥反應(yīng)并引起高原腦水腫的發(fā)生1.高原低氧上調(diào)血清與腦組織中促炎細(xì)胞因子的表達(dá)給予小鼠不同時(shí)間高原低氧暴露,隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng),小鼠血清中IL-1β與IL-6出現(xiàn)上調(diào),并且隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng),其上調(diào)愈加明顯。小鼠腦組織中TNF-α在暴露12小時(shí)出現(xiàn)上調(diào),在高原低氧暴露24小時(shí)后,腦組織中IL-1β、IL-6、TNF-α均出現(xiàn)明顯上調(diào)。2.高原低氧加重LPS引起的炎癥反應(yīng)并引起腦水腫的發(fā)生給予小鼠腹腔注射不同劑量的LPS,發(fā)現(xiàn)低劑量LPS對(duì)小鼠腦含水量并無(wú)明顯影響(5 mg/kg)。但是在高原低氧條件下,小鼠腦含水量出現(xiàn)明顯增加。同時(shí),血清及腦組織中促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α的表達(dá)明顯上調(diào)。3.高原低氧復(fù)合LPS引起腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞及HIF通路激活對(duì)小鼠腦組織中小膠質(zhì)細(xì)胞及星型膠質(zhì)細(xì)胞的激活情況進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)LPS可以引起腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)激活,而對(duì)星型膠質(zhì)細(xì)胞無(wú)明顯影響。我們接著對(duì)小鼠腦組織中HIF通路進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在高原低氧及LPS復(fù)合作用下,HIF信號(hào)通路出現(xiàn)明顯激活,HIF-1α、HIF-2α、VEGF的表達(dá)出現(xiàn)明顯上調(diào)。4.高原低氧復(fù)合LPS顯著增加血腦屏障通透性對(duì)血腦屏障通透性進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)高原低氧暴露及LPS對(duì)小鼠血腦屏障通透性無(wú)明顯影響。在二者復(fù)合作用下,血腦屏障通透性明顯在增加。電鏡顯示細(xì)胞間緊密連接出現(xiàn)開(kāi)放;Western blot顯示緊密連接蛋白Occludin及粘附連接蛋白VE-Cadherin出現(xiàn)明顯下調(diào)。5.高原低氧復(fù)合LPS引起小鼠腦組織神經(jīng)元損傷小鼠腦組織形態(tài)觀察顯示高原低氧及LPS對(duì)小鼠腦組織整體形態(tài)并無(wú)明顯影響。在二者復(fù)合作用下,HE染色顯示腦組織中部分細(xì)胞出現(xiàn)胞漿淡染及核深染樣改變;Nissl染色顯示尼氏小體數(shù)量減少,顏色變淺;Thy-1-YFP轉(zhuǎn)基因小鼠顯示投射神經(jīng)元數(shù)量減少,軸突出現(xiàn)萎縮。6.高原低氧復(fù)合LPS引起小鼠認(rèn)知與運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能障礙通過(guò)Morris水迷宮及Rota-rod實(shí)驗(yàn)對(duì)小鼠的認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)高原低氧及LPS對(duì)小鼠的認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能無(wú)明顯影響。在二者復(fù)合作用下,小鼠首次穿越平臺(tái)的潛伏期明顯延長(zhǎng),穿越平臺(tái)的次數(shù)、在目標(biāo)象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及路程明顯減少;小鼠從轉(zhuǎn)動(dòng)的滾木上掉落的潛伏期及掉落時(shí)滾木的轉(zhuǎn)速明顯減少。第二部分NB-3的缺失加重高原腦水腫的發(fā)生發(fā)展1.神經(jīng)粘附分子NB-3表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元分離小鼠不同的組織器官,Western blot檢測(cè)顯示NB-3只在腦組織中表達(dá),且NB-3在腦組織不同腦區(qū)表達(dá)豐度不一。通過(guò)對(duì)NB-3免疫熒光染色標(biāo)記顯示NB-3和神經(jīng)元標(biāo)記物NeuN有共定位現(xiàn)象,而與星型膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物無(wú)共定位現(xiàn)象。2.高原低氧下調(diào)腦組織中NB-3的表達(dá)給予小鼠不同時(shí)間高原低氧暴露,發(fā)現(xiàn)高原低氧可以引起NB-3的表達(dá)下調(diào),并且隨著高原低氧暴露時(shí)間的延長(zhǎng),NB-3的下調(diào)愈加明顯。3.NB-3敲除加重HACE的發(fā)展在發(fā)生HACE時(shí),與WT小鼠相比,NB-3敲除小鼠腦含水量上升更加明顯,并出現(xiàn)20%的死亡率;NB-3敲除小鼠血腦屏障通透性的增加更加明顯,有更多的伊文斯蘭和Ig G從血管中漏出。4.NB-3敲除加重HACE條件下外周及中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)對(duì)不同組小鼠血清及腦組織中炎癥相關(guān)細(xì)胞因子檢測(cè)顯示,在發(fā)生HACE時(shí),NB-3敲除小鼠血清及腦組織中IL-1β、IL-6、TNF-α的上升均較野生小鼠更加劇烈;NB-3敲除小鼠腦組織中小膠質(zhì)細(xì)胞的激活也更加明顯。5.NB-3敲除加重HACE條件下緊密連接的開(kāi)放在發(fā)生HACE時(shí),電鏡顯示NB-3敲除小鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接的開(kāi)放、基膜的降解、線粒體的腫脹更加嚴(yán)重;Western blot顯示緊密連接蛋白Occludin及Claudin-5的下調(diào)更加明顯;免疫熒光顯示緊密連接蛋白Occludin及Claudin-5血管內(nèi)定位改變更加劇烈。6.NB-3敲除加重HACE條件下腦部血管擴(kuò)張對(duì)小鼠腦組織大小血管進(jìn)行標(biāo)記發(fā)現(xiàn),在發(fā)生HACE時(shí),NB-3敲除小鼠腦組織中大小血管的擴(kuò)張較WT小鼠相比更加劇烈。對(duì)其腦部血流進(jìn)行檢測(cè)顯示NB-3敲除小鼠腦部血流的上升也更加明顯。7.NB-3敲除加重HACE條件下神經(jīng)元的損傷對(duì)小鼠腦組織形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn):在發(fā)生HACE時(shí),HE染色顯示NB-3敲除小鼠腦組織中出現(xiàn)胞漿淡染及核深染的細(xì)胞更加普遍;Nissl染色顯示尼氏小體數(shù)量的減少及淡染更加明顯;Thy-1-YFP+NB-3敲除小鼠投射神經(jīng)元的減少及軸突萎縮更加嚴(yán)重。8.NB-3敲除加重HACE條件下小鼠認(rèn)知與運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能障礙Morris水迷宮及Rota-rod實(shí)驗(yàn)顯示:在發(fā)生HACE時(shí),NB-3敲除小鼠首次穿越平臺(tái)的潛伏期延長(zhǎng)更加明顯,穿越平臺(tái)次數(shù)、在目標(biāo)象限運(yùn)動(dòng)時(shí)間和路程的減少更加明顯;從轉(zhuǎn)動(dòng)的滾木上掉落的潛伏期及掉落時(shí)滾木轉(zhuǎn)速減少更加明顯。9.NB-3可能通過(guò)影響VEGF通路參與血腦屏障穩(wěn)定的調(diào)節(jié)在發(fā)生高原腦水腫時(shí),NB-3在星型膠質(zhì)細(xì)胞的終足出現(xiàn)表達(dá)。在發(fā)生HACE時(shí),不同小鼠腦組織中MMP-9和VEGF的表達(dá)及活性并無(wú)明顯差異,但WT小鼠腦組織中VEGFR2的含量較NB-3敲除小鼠下降明顯。同時(shí)WT小鼠腦組織中出現(xiàn)Notch1信號(hào)通路的激活,而NB-3敲除小鼠中Notch1信號(hào)通路并未出現(xiàn)激活。研究結(jié)論本研究闡明了高原低氧可以明顯加重機(jī)體的炎癥反應(yīng),從而引起血腦屏障通透性的增加及神經(jīng)元的損傷,導(dǎo)致高原腦水腫的發(fā)生。在發(fā)生高原腦水腫時(shí),NB-3的缺失可以通過(guò)加重機(jī)體的炎癥反應(yīng)、加重血管的擴(kuò)張及緊密連接蛋白的降解,增加血腦屏障的通透性,引起神經(jīng)元的損傷加重,進(jìn)而促進(jìn)高原腦水腫的進(jìn)展。該研究明確了炎癥反應(yīng)在高原腦水腫中的調(diào)節(jié)作用,以及神經(jīng)粘附分子NB-3在高原腦水腫發(fā)生中的保護(hù)作用。該研究使我們對(duì)高原腦水腫的發(fā)生與發(fā)展有了進(jìn)一步的認(rèn)知,也為高原腦水腫的預(yù)防與治療提供了新的靶點(diǎn)和思路。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R594.3

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1 伏代剛,程崇泉,黃俊波;高原腦水腫1例報(bào)告[J];中國(guó)職業(yè)醫(yī)學(xué);2002年05期

2 葉剛林 ,牟信兵,鄭建保;誤診為高原腦水腫4例分析[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2003年01期

3 王巖飛;高原腦水腫診斷和治療過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2004年03期

4 王旭萍;;血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子在高原腦水腫形成中作用的實(shí)驗(yàn)研究[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2006年01期

5 張玉舟;魏軍義;;高原腦水腫救治體會(huì)[J];實(shí)用醫(yī)藥雜志;2007年02期

6 周其全;劉福玉;鄭必海;高鈺琪;李素芝;張世范;;高原腦水腫現(xiàn)場(chǎng)就地急救治療的效果及影響因素[J];西北國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志;2007年02期

7 吳丹;張鋒;;高原腦水腫研究進(jìn)展[J];人民軍醫(yī);2008年12期

8 閆春城;李素芝;王宇亮;鄭必海;鄭建保;陳彬;廖國(guó)云;董學(xué)文;楊定周;魯茸七林;;高原腦水腫不同治療方案的療效比較及其規(guī)范化治療初步探討[J];西南國(guó)防醫(yī)藥;2010年07期

9 才鼎;胡全忠;楊正平;;急進(jìn)高原致高原腦水腫9例防治體會(huì)[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2010年02期

10 巴桑;;22例高原腦水腫的救治分析[J];臨床醫(yī)學(xué)工程;2010年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 周剛;陸巍;黃克冬;;急性高原腦水腫救治3例體會(huì)[A];中國(guó)病理生理學(xué)會(huì)中專教育委員會(huì)會(huì)議論文集[C];2003年

2 郭平;羅涵;周其全;;實(shí)驗(yàn)性高原腦水腫動(dòng)物模型的建立與評(píng)價(jià)[A];第八屆全國(guó)生物醫(yī)學(xué)體視學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議、第十一屆全軍軍事病理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議、第七屆全軍定量病理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文（摘要）匯編[C];2012年

3 周其全;高鈺琪;;血管通透性增高與高原腦水腫發(fā)病的關(guān)系[A];中國(guó)病理生理學(xué)會(huì)中專教育委員會(huì)會(huì)議論文集[C];2003年

4 周其全;支東學(xué);高麗菊;孫利民;駱禮奎;周軍;;不同海拔梯度暴露下對(duì)小鼠腦內(nèi)ET和NO釋放的影響及其與腦水腫的關(guān)系[A];面向二十一世紀(jì)的生物醫(yī)學(xué)體視學(xué)和軍事病理學(xué)論文摘要匯編[C];2000年

5 周其全;支東學(xué);高麗菊;李宜成;駱禮奎;;小鼠高原低氧環(huán)境暴露下腦內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)與高原腦水腫[A];面向二十一世紀(jì)的生物醫(yī)學(xué)體視學(xué)和軍事病理學(xué)論文摘要匯編[C];2000年

6 周其全;張雪峰;鐘義祥;崔國(guó)華;楊景義;傅寶文;謝新民;;高原腦水腫發(fā)病的細(xì)胞分子機(jī)制與現(xiàn)場(chǎng)救治[A];第五屆全國(guó)生物醫(yī)學(xué)體視學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議、第八屆全軍軍事病理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議、第四屆全軍定量病理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2002年

7 周其全;高鈺琪;王靜;幸洪燕;劉占杰;;高原暴露下腦微血管損傷與腦內(nèi)NO的關(guān)系及其在高原腦水腫中的作用[A];中國(guó)微循環(huán)學(xué)會(huì)第五屆中國(guó)微循環(huán)學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要匯編[C];2004年

8 郭平;羅涵;周其全;;實(shí)驗(yàn)性高原腦水腫動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⑴c評(píng)價(jià)七葉皂苷鈉對(duì)低氧暴露下大鼠血腦屏障的保護(hù)作用觀察[A];第十三屆中國(guó)體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 蔡暉 康庚;急性高原病救治研究取得突破[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周延召;神經(jīng)粘附分子NB-3在高原腦水腫發(fā)生中的作用及機(jī)制[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2017年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 李廣平;高原腦水腫的遺傳易感性研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2007年

2 劉健鋒;牦牛AQPs對(duì)高原腦水腫抗性的分子機(jī)理[D];蘭州大學(xué);2015年

3 李虎;神經(jīng)節(jié)苷脂通過(guò)ERK1/2通路調(diào)控AQP4、MMP9減輕高原腦水腫的作用[D];川北醫(yī)學(xué)院;2016年

4 趙志洋;基于MRI的高原腦水腫診斷方法研究[D];云南大學(xué);2012年

5 殷振杰;吸入氣體對(duì)高原腦水腫犬動(dòng)脈血與腦脊液酸堿失衡及腦細(xì)胞內(nèi)pH的影響[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2005年

6 宋國(guó)強(qiáng);牦牛AQP4基因的克隆及其對(duì)高原腦水腫抗性的表達(dá)機(jī)理[D];蘭州大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1290984