【摘要】 目的 观察和评价大鼠脑缺血再灌注诱发白质少突胶质细胞和髓鞘的损伤变化。方法 按照随机原则将实验动物随机分为假手术组（10只）， 再灌注3 d组（15只）。采用线栓法制备大鼠大脑中动脉闭塞缺血再灌注（middle cerebral artery occlusion reperfusion， MCAO/R）模型， 应用免疫组织化学染色检测髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein， MBP）的表达与分布；末端脱氧核苷酸转移酶介导的d-UTP切口末端标记技术（TdT2-ediated d-UTP nickend labeling technique， TUNEL法）检测凋亡细胞。结果 脑缺血再灌注后， 动物均表现为神经行为功能障碍；与假手术组相比， 患侧脑白质MBP阳性分布减少， 可见多量凋亡细胞。结论 脑缺血再灌注可对脑白质造成显著损伤， 表现为少突胶质细胞的凋亡， 以及髓鞘的损伤。
【关键词】 脑缺血；再灌注损伤；少突胶质细胞；髓鞘；髓鞘碱性蛋白
脑缺血再灌注损伤是缺血性脑病中危及生命的重要病理过程。近年来， 随着分子生物学和影响技术的发展， 脑白质缺血性损伤这种常见的临床现象逐渐受到人们的重视。脑白质的损伤可破坏神经元之间、皮质和皮质下中枢之间的型号传递， 也可造成其神经纤维投射区的灰质损伤， 是急性缺血性脑损伤后部分神经功能恢复缓慢或难以恢复的原因之一[1， 2]。有髓鞘的神经纤维是脑白质的重要组成部分， 髓鞘正常结构的维持对轴突快速电传导、神经元之间的联络等功能起重要作用。本文重点观察脑缺血再灌注损伤后脑白质少突胶质细胞及神经纤维髓鞘的变化， 目前国内有关这方面的报道较少。
1 材料和方法
1. 1 实验动物 健康清洁级雄性SD大鼠25只， 体重（250±20） g由上海实验动物中心提供[SCXK（沪） 2007- 0005]。
1. 2 主要试剂和材料 羊抗大鼠MBP抗体（购于美国Santa Cruz公司）， Tunel试剂盒（购于德国Roche分子生物化学制品公司）， SP试剂盒（购于福州迈新公司）， 3，3-二氨基联苯胺（diaminobenzidine， DAB）显示剂（购于福州迈新公司）， 尼龙线栓（购于北京沙东生物技术有限公司）。
1. 3 方法
1. 3. 1 动物模型的制备及分组 按照随机原则将实验动物随机分为假手术组（10只）、再灌注3 d组（15只）。假手术组除不插入线栓外， 其余操作同再灌注组。再灌注组大鼠采用线栓法建立MCAO/R模型。
1. 3. 2 神经功能学评分 参考Longa的5级4分标准进行神经功能学评分。1～4分为有效模型。
1. 3. 3 组织切片制备 假手术组、再灌注组各取10只， 深度麻醉后快速断头取脑， 取自视交叉平面后的厚约2 mm冠状切片， 制成5 μm厚度的切片， 贴于多聚赖氨酸处理的载玻片上， 分别用于免疫组化染色和凋亡细胞原位检测。
1. 3. 4 免疫组化染色 取上述切片常规脱蜡水化， 3%过氧化氢去除内源性过氧化物， 正常鸡蛋清封闭， 滴加一抗， 37 ℃湿盒过午， 滴加二抗， 室温作用20 min， 滴加酶标记体， DAB显色， 苏木素复染， 中性树胶封片后显微镜下观察。
1. 3. 5 凋亡细胞原位检测 取上述切片常规脱蜡水化， 经双蒸水冲洗后， 按照Tunel试剂盒说明操作， DAB显色， 苏木素复染， 中性树胶封片后光镜下观察。
2 结果
2. 1 神经行为功能评分 假手术组10只大鼠术后均存活， 除部分出现Horner征外， 未见神经行为功能异常。再灌注3 d组15只大鼠术后存活12只， 其中Longa评分1分的有3只， 2分的5只， 3分的4只， 均为有效模型。死亡的3只大鼠， 尸体解剖可见大脑蛛网膜下腔出血或脑组织高度水肿， 提示其死因为颅内血管破裂或高颅内压。
2. 2 MBP免疫组织化学改变 假手术组大鼠脑白质可见MBP阳性分布， 阳性信号较强， 常成簇分布， 左右大脑半球对称分布。再灌注3 d组健侧大鼠脑MBP阳性信号与假手术组相同（图1.A）， 患侧MBP染色弥散， 阳性反应少于假手术组， MBP表达稀疏（图1.B）。
2. 3 凋亡细胞原位检测 光镜下， 凋亡细胞的胞核被标记上棕黄色， 正常细胞的胞核为蓝色。假手术组和再灌注3 d组健侧脑白质没有观察到凋亡细胞（图2A）， 患侧大脑白质可见多量凋亡的细胞（图2.B）。
3 讨论
有髓鞘包裹的神经纤维是大脑白质的重要组成部分。在中枢神经系统髓鞘由少突胶质细胞延伸的胞质膜所构成， 这些细胞由胞质膜发出“帆样”突起， 每一个突起构成髓鞘的一个结间段， 突起呈螺旋状缠绕轴突， 形成同心圆状板层。本实验应用Tunel法发现缺血再灌注后患侧脑白质有多量凋亡细胞。这与缺血再灌注后肝细胞的损伤变化一致[3]。目前缺血再灌注后少突胶质细胞发生这些病理变化的原因还未阐明， 作者考虑与以下几个因素有关。由于少突胶质细胞缺乏补体抑制蛋白， 容易受到炎症因子的攻击。脑缺血再灌注后， 脑组织内IL-1， IL-6 和TNFα等促炎因子表达增多[4]。因此作者认为少突胶质细胞发生这些病理变化可能与MCAO/R后这些促炎因子过度表达有关。此外， 髓鞘和少突胶质细胞表达NMDA和非NMDA型谷氨酸受体（后者包括AMPA受体和红藻氨酸受体）， 其过度兴奋可导致髓鞘和少突胶质细胞变性[5]。有学者认为氧自由基以及细胞内细胞内Ca2+超载， 产生Ca2+依赖性细胞损伤也与脑缺血再灌注后白质损伤有关[6]。
MBP是髓鞘相关蛋白的主要成分， 由成熟的少突胶质细胞合成， 集中分布于有髓纤维束， 对髓鞘正常结构的形成及维持起重要作用。MBP合成不足的小鼠可出现轴突严重低髓鞘化， 已髓鞘化的轴突其髓鞘同心圆状板层结构松弛， 丧失正常的致密结构[7]。缺血损伤后少突胶质细胞的髓磷脂相关基因表达受到持久抑制， 即使细胞始终存活， 髓鞘合成亦会逐渐减少。汪长胜等[8]认为由于髓磷脂分解和破坏具有较长的半衰期（2.5～8.7 d）， 髓鞘损伤多发生在缺血后10～14 d。而本实验中， MCAO 2 h后再灌注3 d组的大鼠， 患侧脑白质广泛性MBP染色弥散， 局部可见MBP染色缺失， 与Tanaka K等[9]观察结果相似。这差异可能与缺血程度、缺血时间、及再灌注损伤有关。
髓鞘的破坏作者认为至少有两方面的原因， 一方面由于中枢神经系统髓鞘是由少突胶质细胞膜盘绕而成的， 因此少突胶质细胞的病变必然引起髓鞘合成减少或脱髓鞘改变。另一方面轴索的破坏也是引起髓鞘病变的一个重要原因。目前轴索破坏的相关机制还未完全阐明， 作者认为虽然轴突缺乏兴奋性氨基酸受体， 但非突触的细胞机制亦可介导缺血再灌注损伤， 损伤的轴突释放大量兴奋性氨基酸， 通过受体机制可加重少突胶质细胞的损伤。作者将在后续的实验中继续研究。
参考文献
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[9]Tanaka K， Nogawa S， Suzuki S， et al. Upregulation of oligodendrocyte progenitor cells associated with restoration of mature oligodendrocytes and myelination in peri-infarct area in the rat brain， Brain Res， 2003，989（2）：172-179.
