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[目的]:观察缺氧/复氧条件下星形胶质细胞AQP4、AQP5的表达变化以及亚低温对其表达变化的影响,探讨脑缺血再灌注脑水肿与AQP4、AQP5的关系以及亚低温对脑缺血再灌注损伤的保护机制。
[方法]:利用新生24小时内的SD大鼠,取皮层新鲜脑组织,经机械分离和化学消化,制作细胞悬液,调整细胞密度为5×10<5>/cm<2>,接种到含胎牛血清培养基的培养瓶中,置培养箱中进行原代培养,利用倒置显微镜观察细胞生长及分化的形态学变化。培养8-9天后传代,当传至第3代,细胞生长稳定,自然纯化后,神经胶质纤维酸性蛋白(glia fibrillary acid protein,GFAP)免疫细胞化学染色鉴定星形胶质细胞,95%以上为阳性细胞,符合实验要求。将星形胶质细胞分为正常对照组(C)、常温缺氧/复氧组(H/R)、亚低温干预缺氧/复氧组(M+H/R)。用三气培养箱分别调节温度37℃及32℃,以95%N<,2>和5%CO<,2>造成细胞缺氧,用台盼蓝染色法测定37℃及32℃时,缺氧/复氧不同时间点AC的存活率,作为细胞受损指标,用倒置相差显微镜对细胞进行形态学观察,应用细胞免疫化学技术检验缺氧/复氧各个时间点AQP4、AQP5的表达变化及亚低温的干预效果。
[结果]:
1.体外培养的AC传3代后,细胞胞体较大而扁,形状不规则,细胞突起较多较长,呈放射状。GFAP免疫细胞化学染色鉴定星形胶质细胞胞浆呈棕黄色。
2.37℃缺氧8小时后,细胞的形态、存活力变化不明显,部分细胞边缘皱缩。随着复氧时间的延长,细胞变化逐渐明显,细胞损伤表现明显加强,表现为细胞肿胀、变圆、轮廓不清,突起增粗缩短,细胞间连接断裂,逐渐出现细胞死亡、崩解、胞体漂浮。细胞存活力下降,呈明显的时效关系。32℃干预时大部分细胞轮廓较清晰,胞周光晕明显,突起存在,仅有少数细胞出现分离现象。细胞存活力较缺氧/复氧组增加。
3.细胞免疫化学的半定量方法观察AQP4、AQP5的表达发现:37℃正常氧供时AQP4、AQP5位于细胞膜上的表达无明显变化;37℃缺氧8小时,AQP4阳性表达细胞数减少,AQP5阳性表达细胞数也减少。而复氧后AQP4、AQP5阳性表达细胞数升高并随时间延长呈增高趋势。与对照组相比差异有显著性(p<0.01,p<0.05)。
4.32℃干预缺氧/复氧时AQP4、AQP5阳性表达细胞数在各个时间点均较37℃缺氧/复氧组减少(p<0.01,p<0.05)。
[结论]:
1.星形胶质细胞对缺氧的耐受能力较强,复氧后细胞损害随着时间延长明显加重。
2.亚低温可以减轻缺氧/复氧时星形胶质细胞的损伤。
3.AQP4、AQP5在缺氧时表达减少,是机体对脑损伤的一种保护性反应,以.减缓脑水肿形成。复氧后AQP4、AQP5表达明显增高,进入失保护状态,脑水肿在随后的一定时间内也明显加重。AQP4、AQP5表达变化与脑缺血再灌注损伤时脑水肿有着相关性。
4.通过降低AQP4、AQP5的表达,可能是亚低温减轻脑水肿的作用机制之一。