【摘要】: 研究背景;細(xì)菌性腦膜炎,也稱(chēng)化膿性腦膜炎,是一種嚴(yán)重危害兒童和成人健康的感染性疾病。它是由各種化膿菌引起的以腦膜炎癥為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病。發(fā)病率與年齡有關(guān),嬰幼兒多見(jiàn),2歲以?xún)?nèi)發(fā)病者約占本病的75%,發(fā)病高峰年齡6~12個(gè)月。主要臨床特征是發(fā)熱、頭痛、嘔吐、驚厥、意識(shí)障礙、腦膜刺激征陽(yáng)性及腦脊液化膿性改變。隨著抗生素和糖皮質(zhì)激素的廣泛使用,本病的發(fā)病率已明顯減少,但仍有較高的死亡率和致殘率。近30%的病人威脅生命,并有高達(dá)50%的存活者留有不同程度的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。因此研究細(xì)菌性腦膜炎的病理生理機(jī)制,研究在細(xì)菌性腦膜炎病理生理過(guò)程中起腦保護(hù)作用的因素和加重腦損害作用的因素及其機(jī)制,可以有助于提高腦保護(hù)因素而降低腦損害因素,從而改善細(xì)菌性腦膜炎的預(yù)后。動(dòng)物模型的建立為人們研究細(xì)菌腦膜炎的病理生理機(jī)制提供了便利條件。近年來(lái)的研究顯示,炎性刺激因子如革蘭氏陰性菌的脂多糖和革蘭氏陽(yáng)性菌的肽聚糖可以激活I(lǐng)-κB激酶NF-κB通路和3絲裂原激活的蛋白激酶(MAPK),而后一系列轉(zhuǎn)錄因子被激活,如NF-κB(p50/p65)、cFos/cJun,它們又協(xié)調(diào)多種炎癥介質(zhì)基因的表達(dá)。蛋白酪氨酸激酶(PTKs)和蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPases)分別對(duì)蛋白酪氨酸殘基起著磷酸化和脫磷酸的作用。已知蛋白酪氨酸殘基的磷酸化控制著體內(nèi)很多重要的生理過(guò)程,包括細(xì)胞的增殖和分化。SHP1、SHP2是哺乳動(dòng)物兩種重要的胞漿PTPases,它們均有氨基端兩個(gè)SH2區(qū)和羧基端一個(gè)磷酸酶區(qū)。SH2區(qū)決定反應(yīng)的特異性。雖然兩者結(jié)構(gòu)有極大的相似性,但作用卻是相反的。SHP1在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中主要起負(fù)調(diào)控作用,起抑制細(xì)胞增殖和分化的作用,而SHP2在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中主要起正調(diào)控作用即促進(jìn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),起促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化的作用。SHP2還參與Ras-Raf-MAPK信號(hào)通路的激活。SHP1的負(fù)向調(diào)節(jié)和SHP2的正向調(diào)節(jié)作用間可能既存在拮抗,又保持動(dòng)態(tài)平衡,此平衡的改變將影響細(xì)胞的增殖分化及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。如在實(shí)驗(yàn)性腦缺血損傷中,SHP1和SHP2在反應(yīng)性激活的星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)均升高。SHP2被認(rèn)為控制著膠質(zhì)細(xì)胞從成熟靜止型向激活型的轉(zhuǎn)變,SHP1則被認(rèn)為限制著損傷誘導(dǎo)的膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度增殖。因?yàn)榧?xì)菌性腦膜炎時(shí)的炎性刺激因子和SHP2激活相同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,所以SHP2有可能參與細(xì)菌性腦膜炎的炎癥反應(yīng)。因?yàn)樵诜窝祖溓蚓X膜炎的基因圖譜中,已證實(shí)SHP1的表達(dá)在炎癥的急性期是升高的,所以我們認(rèn)為SHP2在細(xì)菌性腦膜炎中的表達(dá)也應(yīng)該是升高的。為證實(shí)這一假設(shè),我們建立了幼齡大鼠細(xì)菌性腦膜炎的模型,研究了SHP2在鼠腦基因轉(zhuǎn)錄和蛋白水平的表達(dá)及與腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)、TNF-alpha濃度的關(guān)系,并用酪氨酸磷酸酶抑制劑原釩酸鈉(SOV)抑制SHP2及酪氨酸磷酸酶的活性,以觀察其對(duì)細(xì)菌性腦膜炎腦損害程度的影響,以探討SHP2及酪氨酸磷酸酶在細(xì)菌性腦膜炎中的作用。 材料與方法;①研究對(duì)象;3周齡清潔級(jí)Wistar大鼠共101只。58只大鼠被隨機(jī)分為腦膜炎組(n=48)和對(duì)照組(n=10),腦膜炎組再根據(jù)不同的處死時(shí)間分為4個(gè)小組,分別為接種后1天、3天、7天和14天組。43只腦膜炎大鼠被分為原釩酸鈉(SOV)干預(yù)組(n=20)和生理鹽水組(n=23),其中SOV組和生理鹽水組各8只于腦膜炎恢復(fù)后進(jìn)行水迷宮測(cè)試,其余27只行病理學(xué)觀察。②幼鼠細(xì)菌性腦膜炎的誘導(dǎo);參照劉心潔和Leib的方法,小腦延髓池穿刺,移去50μl腦脊液,然后注入50μl濃度為3-9×10~5cfu/ml的肺炎鏈球菌懸液,對(duì)照組注入50μl滅菌生理鹽水。感染后18h,取腦脊液少量于綿羊血瓊脂糖培養(yǎng)基上培養(yǎng)24小時(shí)以證實(shí)腦膜炎的形成。③組織處理;動(dòng)物處死前抽取腦脊液50-100μl以檢測(cè)腦脊液TNF-alpha濃度和進(jìn)行白細(xì)胞計(jì)數(shù)。左心灌注PBS后,做RT-PCR和Western blot檢測(cè)的鼠腦分離大腦皮層和海馬,迅速放入-80℃冰箱中備用。做免疫組化和病理學(xué)觀察的鼠腦用4%多聚甲醛灌注后,再用4%多聚甲醛固定1-3天,后換至30%蔗糖溶液中直至組織塊下沉。做冠狀面冷凍切片,貼于防脫玻片上,晾干后存于-20℃冰箱中備用。④檢測(cè)方法;SHP2基因轉(zhuǎn)錄水平的檢測(cè)采用RT-PCR的方法,依次經(jīng)過(guò)總RNA提取、cDNA的合成和PCR反應(yīng)等步驟。SHP2mRNA的定量采用與看家基因beta-actin的mRNA水平進(jìn)行比較的方法進(jìn)行測(cè)量。SHP2蛋白水平的檢測(cè)采用Western blot的方法,依次經(jīng)過(guò)總蛋白提取、SDS-PAGE電泳、電轉(zhuǎn)膜、抗原抗體反應(yīng)和顯色等步驟。SHP2蛋白的定量采用與beta-actin的蛋白水平相比較的方法進(jìn)行測(cè)量。SHP2在鼠腦的免疫組化染色采用三步法(SP法),依次經(jīng)過(guò)抗原修復(fù)、清除內(nèi)源性過(guò)氧化物酶、山羊血清封閉、滴加一抗、滴加二抗、DAB顯色、復(fù)染及脫水透明、封片。腦脊液TNF-alpha含量測(cè)定采用放免法,操作嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。⑤27只腦膜炎大鼠被隨機(jī)分為原釩酸鈉組(n=12)和對(duì)照組(n=15)。SOV組在腦池內(nèi)注入細(xì)菌同時(shí)按2ml/kg腹腔注射濃度為27mmol/1PH值為7.4的原釩酸鈉溶液,每日1次,共注射7天。對(duì)照組腹腔注射同等劑量的滅菌生理鹽水(2ml/kg)并持續(xù)相同時(shí)間。觀察兩組大鼠臨床結(jié)果、外周血和腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)、腫瘤壞死因子濃度和腦組織損傷評(píng)分的差異。⑥原釩酸鈉組和生理鹽水組各8只大鼠于細(xì)菌接種后第21天開(kāi)始進(jìn)行水迷宮測(cè)試以觀察對(duì)空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響,為期4天。計(jì)算每天各組大鼠到達(dá)平臺(tái)的平均時(shí)間。⑦所得計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,t檢驗(yàn)作兩組均數(shù)間比較,單因素方差分析基礎(chǔ)上q檢驗(yàn)作多組均數(shù)間兩兩比較,非正態(tài)分布資料采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)或Wilcoxon檢驗(yàn)。兩變量的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)系數(shù)。率的比較采用Fisher's檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)果; 1.腦膜炎組大鼠腦脊液均培養(yǎng)出與接種同株的肺炎鏈球菌(腦膜炎組大鼠腦脊液培養(yǎng)的細(xì)菌與接種的肺炎鏈球菌同株)且有較高的細(xì)菌滴度,對(duì)照組大鼠腦脊液無(wú)細(xì)菌生長(zhǎng)。 2.腦膜炎大鼠輕者僅表現(xiàn)為精神稍差、吃食少,重者表現(xiàn)為精神差、嗜睡、反應(yīng)遲鈍,有的表現(xiàn)為轉(zhuǎn)圈、翻跟頭等。腦膜炎組腦組織可見(jiàn)蛛網(wǎng)膜下腔、腦室和軟腦膜中性粒細(xì)胞、纖維蛋白滲出。皮質(zhì)損害表現(xiàn)為白細(xì)胞聚集和神經(jīng)元壞死,且皮層損害主要見(jiàn)于鼠腦的基底面即腹側(cè)面,背側(cè)面未見(jiàn)明顯皮質(zhì)損害。正常對(duì)照組未見(jiàn)病理?yè)p害。 3.腦膜炎模型組皮層SHP2mRNA表達(dá)水平于腦膜炎第3天達(dá)到高峰,達(dá)0.200±0.049,約為正常對(duì)照的5倍。腦膜炎第7天,皮層SHP2mRNA水平有輕度下降,為0.129±0.032,但與對(duì)照組相比仍有顯著差異(P<0.05)。第14天,皮層SHP2mRNA水平已降至正常。 4.腦膜炎模型組皮層SHP2蛋白表達(dá)于腦膜炎第3天,開(kāi)始明顯升高,達(dá)0.678±0.041,與對(duì)照組相比已有顯著性差異(P<0.05)。腦膜炎第7天,皮層SHP2蛋白水平達(dá)到高峰,為1.181±0.042,接近正常對(duì)照的9倍。第14天,皮層SHP2蛋白表達(dá)仍維持在較高水平,為0.556±0.071,與對(duì)照組相比仍有顯著性差異(P<0.01)。 5.免疫組化染色顯示,SHP2免疫反應(yīng)陽(yáng)性細(xì)胞廣泛分布于正常大鼠和腦膜炎大鼠的皮層,神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞均見(jiàn)陽(yáng)性表達(dá)。與正常對(duì)照相比,腦膜炎大鼠第三腦室周?chē)鶶HP2陽(yáng)性染色細(xì)胞明顯增多,從形態(tài)上看多為膠質(zhì)細(xì)胞。 6.與正常對(duì)照組相比,腦膜炎大鼠腦脊液TNF-alpha濃度明顯升高(分別為1.55±0.1 ng/ml、2.47±0.68 ng/ml,P<0.005),白細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯增加(分別為120±40/μl、1586±1152/μl,P<0.005)。SHP2的蛋白表達(dá)量與腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)呈顯著正相關(guān)(r=0.77,P<0.001),而與腦脊液TNF-alpha濃度無(wú)明顯相關(guān)性。 7.應(yīng)用酪氨酸磷酸酶抑制劑原釩酸鈉(SOV)明顯提高了腦膜炎大鼠腦脊液中TNF-alpha的濃度[SOV組(n=12)為4.51±1.22ng/ml,生理鹽水組(n=15)為1.99±0.31ng/ml,P<0.001],增加了腦組織損傷評(píng)分[SOV組中位數(shù)為42(36-48),生理鹽水組為18(12-24),P<0.02],而對(duì)外周血和腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)無(wú)明顯影響。腦膜炎恢復(fù)后,SOV干預(yù)組大鼠平均到達(dá)平臺(tái)時(shí)間較生理鹽水組明顯延長(zhǎng)[分別為(23.8±3.6)s、(19.5±4.2)s,P<0.05]。 結(jié)論; 1腦池內(nèi)注入3-9×10~5 cfu/ml的肺炎鏈球菌懸液可以成功地建立肺炎鏈球菌腦膜炎模型。 2在細(xì)菌性腦膜炎中,蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2的表達(dá)無(wú)論在基因轉(zhuǎn)錄水平還是蛋白水平均明顯升高。 3蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2的蛋白表達(dá)量與腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)呈顯著正相關(guān),而與腦脊液TNF-alpha濃度無(wú)明顯相關(guān)性,說(shuō)明SHP2在細(xì)菌性腦膜炎的發(fā)病機(jī)制中并不發(fā)揮重要的作用,但可作為病情變化的觀察指標(biāo)。 4蛋白酪氨酸磷酸酶抑制劑原釩酸鈉抑制SHP2及總蛋白酪氨酸磷酸酶的活性后,提高了腦膜炎大鼠腦脊液中TNF-alpha的濃度,加重了腦膜炎大鼠的腦組織病理?yè)p害和大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的損害,證明了蛋白酪氨酸磷酸酶,特別是SHP2在細(xì)菌性腦膜炎中有一定的腦保護(hù)作用。
【圖文】:
圖1腦膜炎大鼠腦脊液肺炎鏈球菌培養(yǎng)陽(yáng)性,,奧潛eontrolld14d7d3deontr01ld14d止5(lbP3(卜()卜「-圖ZSHPZ基因的RT一PCR凝膠電泳結(jié)果SHPZC(們士rol

SHP2基因的RT-PCR凝膠電泳結(jié)果
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類(lèi)號(hào)】:R725.1
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6 彭敏峰;含C-src同源序列的酪氨酸磷酸酶SHP-2在前列腺增生組織重構(gòu)中的表達(dá)[D];浙江大學(xué);2006年
7 高芹玲;依達(dá)拉奉對(duì)新生大鼠細(xì)菌性腦膜炎的神經(jīng)保護(hù)作用及機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2006年
8 李喬俊;清開(kāi)靈對(duì)大腸桿菌腦膜炎腦損傷的保護(hù)作用和機(jī)理探討[D];中南大學(xué);2003年
9 黃燕玲;細(xì)菌性腦膜炎聽(tīng)力障礙的發(fā)生率及相關(guān)因素分析[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2012年
10 馮蕾;急性腦膜炎/腦炎癥候群哨點(diǎn)監(jiān)測(cè)病例的流行病學(xué)及其病毒血清學(xué)診斷結(jié)果分析[D];山東大學(xué);2011年
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2652441