本文關(guān)鍵詞： 腦膠質(zhì)瘤 腦水腫 二甲雙胍 血腦屏障 水通道蛋白-4　出處：《吉林大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：研究背景和目的:顱內(nèi)腫瘤是神經(jīng)科臨床工作中非常常見的一類疾病。在所有的腦腫瘤中,原發(fā)性腦膠質(zhì)瘤占到75-80%,是最常見的惡性腦腫瘤。腦膠質(zhì)瘤導(dǎo)致的腦水腫可以造成腦組織的壓迫損傷,引起顱內(nèi)壓增高,最終導(dǎo)致腦缺血、腦疝、和死亡等嚴重后果。早在20世紀60年代就開始有各種研究嘗試運用藥物減輕消除腦水腫,如糖皮質(zhì)激素等,其作用機理及各種藥物副作用也逐漸被臨床認識到。因此,我們想找到一種對消除腦水腫作用更強,同時更加安全的藥物,從而能降低腦膠質(zhì)瘤患者病死率、致殘率,并改善患者預(yù)后。腦水腫大致可分為四類,分別是血管源性腦水腫、細胞性腦水腫、滲透壓性腦水腫和腦積水性腦水腫。由腦腫瘤直接導(dǎo)致的腦水腫類型主要涉及前兩類。血管源性腦水腫的發(fā)生機制主要是腫瘤具有占位效應(yīng),對瘤周腦組織具有壓迫作用,導(dǎo)致血腦屏障(Blood Brain Barrier,BBB)受損、破壞,毛細血管通透性增加,水分滲出增多,水分積存于血管周圍及細胞間隙所致。同時由于蛋白類物質(zhì)的滲漏,細胞外液滲透壓升高,增加水分的滲出,從而加重腦水腫程度。腦腫瘤導(dǎo)致的細胞性腦水腫則是由于腦腫瘤壓迫腦組織,導(dǎo)致腦組織缺血、缺氧,神經(jīng)細胞膜功能障礙,線粒體三磷酸腺苷(ATP)生成減少,神經(jīng)細胞膜的鈉-鉀ATP酶、鈣-鎂ATP酶等活性降低,細胞內(nèi)外的鈉、鉀、鈣、鎂離子交換障礙,出現(xiàn)細胞內(nèi)高鈉,細胞間隙液高鉀的反常現(xiàn)象。同時出現(xiàn)細胞內(nèi)鈣超載,從而出現(xiàn)神經(jīng)細胞腫脹,細胞內(nèi)水腫。此兩種類型的腦水腫常常共存并相互演變,形成惡性循環(huán)。在正常生理情況下,血管內(nèi)皮細胞及之間的緊密連接是血腦屏障的重要組成部分。緊密連接分子,如緊密連接蛋白3,緊密連接蛋白5和緊密連接蛋白12,以及其它的跨膜蛋白,如occludin等在內(nèi)皮細胞相互連接方面起到至關(guān)重要的作用。完整的血腦屏障可以阻止血管內(nèi)的液體大量進入腦組織。而腦腫瘤發(fā)生后,由于腫瘤快速生長,壓迫周圍正常腦組織,造成局部缺血缺氧,導(dǎo)致腫瘤周圍細胞性水腫的同時,也對周圍完整的血腦屏障造成結(jié)構(gòu)性破壞。有研究表明,腦膠質(zhì)瘤可以通過釋放大量的血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)造成血管內(nèi)皮的緊密連接分子表達異常、出現(xiàn)缺陷,從而導(dǎo)致液體從血管內(nèi)滲漏,形成腦水腫。此外,水通道蛋白AQP4在腦腫瘤導(dǎo)致的細胞性水腫的形成過程中扮演重要角色。生理情況下水通道蛋白AQP4在血管周圍的星形膠質(zhì)細胞足突密集表達。而在腦膠質(zhì)瘤組織中,AQP4正常的表達定位不復(fù)存在,而是在細胞膜上廣泛分散性表達。AQP4的表達上調(diào)可以增加神經(jīng)膠質(zhì)細胞的透水性,與腦水腫形成的程度高度相關(guān)。二甲雙胍是一種臨床常用的治療2型糖尿病的降糖藥物,藥性穩(wěn)定,副作用較少。大量研究證據(jù)表明,二甲雙胍除具有降低血糖的作用以外,對血管壁的通透性也具有調(diào)節(jié)作用。此外,近年來的研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)二甲雙胍在體外可以通過調(diào)控水通道蛋白AQP4的表達水平影響星形膠質(zhì)細胞的透水性。因此,本課題的研究目標是分別通過體外培養(yǎng)內(nèi)皮細胞和體內(nèi)腦膠質(zhì)瘤動物模型的兩種方式,評估二甲雙胍對腦膠質(zhì)瘤周圍水腫形成的影響,并進一步探討其可能的機制。方法:為了研究二甲雙胍對血管源性腦水腫的調(diào)節(jié)機制,本實驗首先運用體外培養(yǎng)的b End3單層內(nèi)皮細胞,建立了體外血腦屏障模型。通過測量b End3單層內(nèi)皮細胞的電阻值,評價二甲雙胍對缺氧以及VEGF孵育造成的內(nèi)皮細胞通透性改變的作用。同時,通過免疫印跡法,觀察緊密連接蛋白,如Occluding,Claudin-5,ZO-1和ZO-2在b End3細胞中的表達水平的變化。為了研究二甲雙胍對細胞性腦水腫的調(diào)節(jié)機制,我們建立了星形膠質(zhì)細胞的體外培養(yǎng),并進一步觀察二甲雙胍對星形膠質(zhì)細胞中的AMPK的激活,NF-κB和AQP4表達的調(diào)節(jié)作用。最后,通過建立腦膠質(zhì)瘤水腫的體內(nèi)動物模型,觀察在大鼠體內(nèi)二甲雙胍對腦膠質(zhì)瘤造成的血管通透性改變的作用,以及對腦膠質(zhì)瘤周圍組織中AQP4表達的影響,初步評價二甲雙胍對腦膠質(zhì)瘤導(dǎo)致的腦水腫的作用。結(jié)果:經(jīng)測定,本實驗中培養(yǎng)的b End3細胞模型的電阻值為(341±36)Ω.cm2,所以本實驗中的細胞模型符合體外研究血腦屏障通透性的標準要求。通過缺氧以及VEGF孵育的方法,我們發(fā)現(xiàn),二甲雙胍可以減輕缺氧或者VEGF孵育造成的內(nèi)皮細胞通透性增加。進一步的實驗發(fā)現(xiàn),缺氧或者VEGF孵育可以降低緊密連接蛋白,如Occluding,Claudin-5,ZO-1和ZO-2在b End3細胞模型中的表達水平。然而,0.5 m M的二甲雙胍可以使其表達正�；�。因此,我們的實驗結(jié)果表明,二甲雙胍可能通過增加緊密連接蛋白的表達水平,減輕由于缺氧或者VEGF的暴露造成的內(nèi)皮細胞通透性的升高。腦膠質(zhì)瘤在生長的過程中,能夠分泌大量VEGF以及造成局部缺氧的環(huán)境,破壞血腦屏障,誘發(fā)血管源性腦水腫。因此,我們的實驗結(jié)果預(yù)示,二甲雙胍可以對抗腦膠質(zhì)瘤生長造成的血管源性腦水腫。然而,腦膠質(zhì)瘤生長還可能造成細胞性腦水腫,我們的實驗進一步闡明了二甲雙胍的藥理作用還包括對星形膠質(zhì)細胞的AQP4蛋白表達的調(diào)節(jié)作用。該調(diào)節(jié)作用可能是通過激活A(yù)MPK,從而抑制NF-κB的活性,來降低VEGF誘導(dǎo)的AQP4的表達上調(diào)。由于AQP4的表達量與細胞性腦水腫的形成呈正性相關(guān),因此我們的實驗結(jié)果預(yù)示,二甲雙胍可能減輕腦膠質(zhì)瘤造成的細胞性腦水腫。最后,我們建立了腦膠質(zhì)瘤水腫的體內(nèi)動物模型,發(fā)現(xiàn)在大鼠體內(nèi)二甲雙胍可以降低C6腦膠質(zhì)瘤造成的血管通透性增加,下調(diào)膠質(zhì)瘤周圍組織中的AQP4的表達,從而降低腦組織中的液體量,抑制或減輕腦水腫的發(fā)生。結(jié)論:本課題通過體外細胞模型實驗和在體動物模型實驗發(fā)現(xiàn)驗證了二甲雙胍可以同時減輕血管源性腦水腫和細胞性腦水腫。這預(yù)示著二甲雙胍可以對抗腦膠質(zhì)瘤瘤周水腫的形成。對臨床上治療腦膠質(zhì)瘤可能具有積極的意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R739.41

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本文編號：1484700