C57BL/6小鼠短暂性脑缺血发作模型建立及组织病理研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haihanzhi
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短暂性脑缺血发作(transient ischemia attack,TIA)后神经功能障碍迅速恢复,多不超过1小时,无急性脑梗死证据,目前临床上多以DWI序列无缺血性高信号作为诊断TIA的必要条件。与脑梗死相比,TIA预后相对良好,发作后不遗留神经功能缺损,但是,近年来人们发现TIA患者远期也可出现脑萎缩、认知功能下降等不良预后,具体机制尚未阐明。少数TIA的动物实验也证实TIA后发生神经元丢失,因此,短暂性脑缺血发作后MRI结果阴性是否等于脑组织结构未受损伤,有待证实。为了进一步探索这类疾病的病理生理机制、组织学变化,合适的TIA动物模型必不可少,人类脑卒中多发于大脑中动脉,大脑中动脉阻塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)是最常用的脑缺血模型,目前TIA模型多在此基础上转化而来。在脑组织神经及血管的组织病理学研究方面,以往多局限于二维平面,显微光学切片断层成像(Micro-Optical Sectioning Tomography,MOST)技术可对小鼠全脑标本连续切片并以1um体素的分辨率成像,重建后获取亚微米级的三维血管神经网络,基于此技术初步探索小鼠TIA后脑组织病理学变化,为将来的脑保护治疗提供理论依据。  目的:探索C57BL/6小鼠短暂性脑缺血发作模型的建立方法,并利用组织病理学方法研究小鼠短暂性脑缺血发作后血管神经网络的变化。  方法:本研究分两部分完成。第一部分实验中,利用线栓法大脑中动脉阻塞的方式,探索C57小鼠TIA模型的建立,阻塞血管为右侧大脑中动脉。根据MCAO持续时间不同,将实验组动物分为三组,分别为阻塞5min组、阻塞7min组、阻塞10min组,并设置假手术对照组,造模过程中使用激光散斑衬比成像(Laser speckle contrast imaging,LSCI)系统动态监测小鼠脑血流(cerebral blood flow,CBF)值变化,再灌注4小时、12小时、24小时利用mNSS评估各组小鼠神经功能,再灌注24小时后,利用7.0T磁共振行头颅冠状位扫描,检测有无急性脑梗死信号,综合以上方法验证TIA模型是否成功。第二部分实验中,在第一部分实验的基础上,以右侧大脑中动脉阻塞7min建立小鼠TIA模型组,设置假手术对照组。再灌注24小时断头取脑,检测脑组织病理学变化。利用TUNEL、NeuN荧光双标染色,比较TIA组和对照组小鼠缺血侧神经元凋亡情况。对再灌注24小时后获取的小鼠全脑标本进行改良Nissl染色,利用MOST系统获取亚微米级的高分辨血管网络,对纹状体、皮层、海马三个感兴趣区的血管进行定量分析,统计参数为血管长度密度(vascular length density,VLD)和血管体积分数(fractional vascular volume,FVV)。  结果:第一部分实验结果显示:阻塞5min、阻塞7min及阻塞10min组小鼠右侧大脑中动脉阻塞时均可观察到同侧CBF值下降至基线水平的30%左右,三组间无明显差异;拔栓后三组均可观察到显著血流再灌注,CBF值随再灌注时间延长逐渐增大(P<0.05);再灌注1小时后,阻塞10min组CBF值低于阻塞5min组和阻塞7min组,差异有统计学意义(P<0.05)。mNSS评分结果显示假手术组、阻塞5min组、阻塞7min组术后评分较术前均无显著变化,神经功能正常;缺血10min组术后各时间点较其他各组评分均显著增加(P<0.05),随时间推移逐渐下降(P<0.05)。再灌注24小时MRI扫描结果显示,假手术组、阻塞5min组、阻塞7min组均未见脑组织缺血信号;阻塞10min组所有小鼠均观察到脑组织T2WI、DWI高亮信号影。第二部分实验结果显示:在右侧纹状体区,与对照组相比,TIA模型组神经元凋亡显著增加(P<0.05);在右侧皮层区和海马区,两组均未见明显神经元凋亡。MOST方法获取三维高分辨血管网络,选取感兴趣区数据集定量分析,在纹状体区,与对照组相比,TIA模型组VLD显著增大(P<0.05),FVV无显著差异;在皮层区,两组间VLD和FVV均未见明显差异;在海马区,与对照组相比,TIA组FVV显著降低(P=0.002),两组间VLD无明显差异。  结论:在C57BL/6小鼠中,大脑中动脉阻塞时间不超过7min时,不遗留神经功能缺损及MRI急性脑梗死信号,大脑中动脉阻塞小于等于7min适合在C57BL/6小鼠中建立TIA模型。小鼠经历TIA后,虽然不遗留行为学异常及DWI脑梗死信号,但组织病理学检测却可见缺血侧神经元凋亡增多以及血管密度增加。
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