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目的：通过观察大鼠局灶性脑缺血后脑组织中单羧酸转运体1(MCT1)的时空表达规律,抑制MCT1的功能后观察大鼠短暂性脑缺血后神经功能的损害情况,探讨缺血缺氧损伤中脑组织的MCT1在神经元和星形胶质细胞能量代谢障碍中的作用。
方法：选用雄性SD大鼠64只,采用线栓法制作大鼠永久性脑缺血模型,免疫荧光观察脑缺血后1h, 3h, 5h, 12h, 1d, 3d, 5d和7d时MCT1在各脑区的表达变化,并通过GFAP、NSE和MCT1荧光双染技术观察MCT1在缺血脑组织中的细胞定位。选用雄性SD大鼠52只,腹腔注射α-氰-4-羟基-肉桂酸盐(4-CIN),竞争性抑制MCT1对单羧酸的转运后,用线栓法制备大鼠短暂性脑缺血模型,术后1d,3d,5d,7d对动物进行神经功能损伤评分(NSS),用形态学方法观察神经元损伤,Fluoro Jade B染色观察神经元变性情况。
结果：
1.MCT1在成年大鼠的大脑中主要表达于微血管内皮细胞,星形胶质细胞和室管膜细胞。
2.脑缺血后随着缺血时间的增加,脑梗死灶中心MCT1的表达下降,12h时明显减少,24h时已经检测不到MCT1的阳性表达。半暗带MCT1的表达在缺血后5h开始增多,而后随着时间的增加显著增多(P<0.05),7d后,MCT1的细胞表达持续增加。同一时期,缺血侧脑区的室管膜细胞和血管内皮细胞表达MCT1也增多。
3.双重染色显示,永久性脑缺血后半暗带的星形胶质细胞的MCT1表达增加,半暗带周边观察到胞浆MCT1免疫阳性的神经元。3d-7d,在梗死灶中心,观察到小胶质细胞样细胞表达MCT1。
4.MCT1抑制剂(4-CIN)处理后,短暂性脑缺血的半暗带的变性神经元即FluoroJade B阳性细胞较对照组多(P<0.05),各时间点的NSS评分显著高于对照组(P<0.05)。
结论：星形胶质细胞表达MCT1的持续增高与其能量代谢功能的增强有密切的关系,运用MCT1的抑制剂抑制胶质细胞对乳酸的转运,加重神经元的损害,间接说明局灶性脑缺血后MCT1对乳酸的转运能够在一定程度上为神经元提供能量,支持在中枢神经系统中存在着“乳酸穿梭”。