劉振華,仉烈煒,趙佳麗,張清華,王敏忠
(1 山東大學附屬省立醫(yī)院,濟南250021;2 山東中醫(yī)藥大學)
腦出血具有高致殘率及致死率。研究證實,腦出血后血腫灶周存在炎性反應及炎性因子表達,是神經(jīng)元繼發(fā)性損害及神經(jīng)功能障礙加重的原因之一[1,2]。微創(chuàng)血腫清除術能快速緩解血腫壓迫,減輕各種炎性細胞因子對周圍腦組織的損傷[3]。2010年11月~2011年3月,我們觀察了不同時機微創(chuàng)血腫清除術對大鼠腦出血灶周圍組織IL-6、IL-1β水平的影響,探討其表達變化及對神經(jīng)功能的保護機制。
1.1 材料 健康成年雄性Wistar大鼠90只,體質(zhì)量260~320 g(購自山東大學醫(yī)學院實驗動物中心)。大鼠腦立體定向儀(STOELTNGCO.620 WHEATLANE型,美國);微量注射儀(瑞沃德生命科技有限公司);微量注射器10 μL(上海高鴿工貿(mào)有限公司);ISP免疫組化試劑盒及DAB顯色試劑盒(北京博奧森生物技術有限公司)。
1.2 實驗方法
1.2.1 分組及模型制備 將90只大鼠隨機分為三組,分別為模型組、微創(chuàng)組和對照組,每組各30只。參照Rosenberg等[4]報道的方法制備模型組、微創(chuàng)組大鼠腦出血模型。用10%的水合氯醛腹腔麻醉大鼠(350 mg/kg),將其俯臥位固定在立體定位儀上,沿頭皮正中切一長約10 mm切口,暴露前囟,于前囟前0.2 mm中線旁開3 mm處鉆一直徑0.5 mm的小孔,進針深度為5.5 mm,即尾殼核位置。剪尾取血,8 min內(nèi)用微量進樣器緩慢注入自體未抗凝動脈血50 μL,留針10 min,退針后局部用骨蠟封閉后縫合皮膚。對照組僅在尾殼核位置注射生理鹽水50 μL,其余過程與其他兩組相同。
1.2.2 造模成功標準 采用Bederson評分標準判斷模型是否成功[5]。0分:無神經(jīng)功能缺損;1分:前肢出現(xiàn)屈曲(即提尾懸空實驗陽性);2分:一側(cè)推抵抗力下降(即側(cè)向推力實驗陽性),伴前肢屈曲,無轉(zhuǎn)圈行為;3分:同2分行為,伴自發(fā)性旋轉(zhuǎn)即提尾懸空實驗陽性(自由活動時向癱瘓側(cè)劃圈)。以評分≥2分者為造模成功。
1.2.3 微創(chuàng)血腫清除術 微創(chuàng)組大鼠腦出血造模成功后4 h,重新麻醉后固定在定位儀上,微量注射器抽取尿激酶 10 μL[6],沿鉆孔處進針深 6.3 mm,緩慢注入尿激酶,5 min內(nèi)注完,等待約45 min后用1 mL注射器代替微量注射器連接真空管外端,利用負壓輕柔緩慢抽吸,抽吸量為總量的30%~40%,緩慢退針常規(guī)創(chuàng)口消毒后縫合皮膚。
1.2.4 標本采集 各組于 6、12、24、48、72 h 時分別行戊巴比妥(0.1 mL/100 g)腹腔注射,麻醉大鼠后開胸,暴露心臟及主動脈,用鈍頭50 mL注射器針頭從左心室尖插入心室,進入主動脈,用手術剪將右心耳剪開,將37℃0.9%氯化鈉溶液從50 mL注射器緩慢推入體循環(huán),持續(xù)3~5 min,至右心耳流出的液體基本無色,將灌流液換為4%多聚甲醛磷酸緩沖液,繼續(xù)灌流5 min約250 mL,斷頭取血腫靠近皮層側(cè)的腦組織約2 mm×2 mm×2 mm,留大腦置于4%多聚甲醛后固定24 h以上。取出固定液中腦組織標本,常規(guī)脫水、石蠟包埋,固定腦組織。
1.2.5 腦出血灶周周組織中IL-6、IL-1β 檢測 采用免疫組織化學染色。取尾狀核平面切片,按常規(guī)免疫組化技術(PAP法)分別進行染色。然后在光鏡下觀察炎性細胞浸潤等情況。IL-6、IL-1β免疫組化染色均著色于細胞質(zhì)和細胞膜,免疫組化陽性細胞胞質(zhì)和胞膜可見棕黃色顆粒。在緊貼血腫周圍但不包括血腫區(qū)每張切片隨機取4個不重復高倍視野,計算每個高倍視野下的陽性細胞數(shù)。所有切片均在同一強度下、同一放大倍數(shù)下分析,取每一時間點的高倍視野下陽性細胞數(shù)平均數(shù)。
1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件,各組數(shù)據(jù)以表示,組間比較用t檢驗,多組、多時點的比較采用Post-hoc方差分析。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
模型組 6、12、24、48、72 h 時 IL-6、IL-1β 陽性表達細胞數(shù)高于對照組及手術組(P均<0.05);手術組各時點IL-6、IL-1β陽性表達細胞數(shù)少于模型組(P均 <0.05);手術組各時點 IL-6、IL-1β 陽性表達細胞數(shù)多于對照組(P均<0.05)。見表1。
表1 各組大鼠不同時間點腦出血灶周組織IL-6、IL-1β 的表達(個/HP,)
表1 各組大鼠不同時間點腦出血灶周組織IL-6、IL-1β 的表達(個/HP,)
注:與對照組比較,△P <0.05;與模型組比較,*P <0.05
組別 n IL-6陽性細胞數(shù) IL-1β陽性細胞數(shù)模型組306 h 47.83 ±16.74 20.37 ±4.16△12 h 66.29 ±18.13 37.58 ±4.34△24 h 68.26 ±19.22 44.29 ±4.21△48 h 73.82 ±19.22 55.32 ±4.26△72 h 82.31 ±17.42 73.71 ±3.98△微創(chuàng)組 306 h 34.67 ±17.21 13.23 ±3.35*12 h 42.72 ±17.33 26.44 ±3.21*24 h 43.53 ±18.24 34.47 ±3.43*48 h 56.42 ±18.22 43.83 ±3.39*72 h 63.71 ±17.83 58.56 ±3.15*對照組 306 h 21.05 ± 7.62 11.05 ±5.3012 h 27.23 ±11.20 17.32 ±3.2024 h 32.31 ±12.22 21.61 ±4.0848 h 37.52 ±16.24 25.91 ±3.8172 h 42.20 ±11.33 24.35 ±4.28
腦出血后,血腫灶周圍腦組織存在炎性反應,并表達多種炎性因子,可導致血腫周圍腦組織神經(jīng)功能缺損,進一步造成血腦屏障破壞。急性期出血灶周圍腦組織表達包括IL-6及IL-1β等多種炎性細胞因子。IL-6是分子量為26 kD的細胞因子,存在于機體多種組織、血管內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、成纖維細胞及某些腫瘤細胞中,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有保護及神經(jīng)毒性的雙重作用[7]。正常情況下,IL-6能夠促進神經(jīng)修復,還可以促進神經(jīng)生長及分化,抑制IL-1的合成,對神經(jīng)元有保護作用。腦出血后灶周腦組織受到損傷時,膠質(zhì)細胞可誘導產(chǎn)生IL-6。升高的IL-6可引起一系列神經(jīng)損傷:IL-6刺激B細胞在肝臟合成急性反應蛋白和纖維蛋白原;抑制前列腺素I2的產(chǎn)生,引起血管收縮,加重腦水腫;還可增加細胞間黏附分子的表達,使白細胞與內(nèi)皮細胞黏附性增強,導致微循環(huán)障礙,加重血腦屏障破壞和神經(jīng)功能損害[8]。IL-1β是多形核白細胞的直接和間接趨化因子,可以通過刺激內(nèi)皮細胞表達白細胞黏附分子,使白細胞聚集于缺血腦組織,從而加重腦缺血損傷,是觸發(fā)免疫和炎癥反應的重要介質(zhì)[9]。研究發(fā)現(xiàn),IL-1β作為一種炎癥和免疫源性細胞因子,刺激花生四烯酸的代謝,增加氧自由基的釋放,誘導一氧化氮合酶生成,使一氧化氮合成、釋放增加,產(chǎn)生神經(jīng)毒性;誘導興奮性氨基酸,啟動多種細胞因子級聯(lián)反應;還可刺激內(nèi)皮細胞表達白細胞黏附分子,使白細胞聚集在缺血組織,加重腦組織損傷[10]。
腦出血后血腫穿刺清除術的最佳治療時機尚無定論。從手術角度多考慮為出血后4~8 d,這時血腫大部分液化,有利于清除,也不易引起再出血,但導致腦損傷程度加重,故遠期療效不佳。本研究發(fā)現(xiàn),腦出血后6 h各組大鼠即可見血腫周圍組織中有IL-6、IL-1β陽性的神經(jīng)細胞及膠質(zhì)細胞,隨時間推移,表達逐漸增加增強,到72 h達到高峰,說明在腦出血早期即有腦內(nèi)的炎癥因子激活。在各個時間點,模型組與對照組比較,IL-6、IL-1β陽性的細胞數(shù)均增多,提示在腦出血后炎癥反應起了重要作用。而微創(chuàng)組IL-6、IL-1β陽性細胞數(shù)表達雖多于對照組,但低于模型組,說明超早期(出血后6 h內(nèi))及時行血腫清除術,不僅解除血腫壓迫引起的腦損傷,同時減輕了炎性因子繼發(fā)的神經(jīng)功能損害。
綜上所述,腦出血后血腫灶周炎性細胞因子IL-6和IL-1β的表達增高是引起出血后神經(jīng)系統(tǒng)損害的重要因素。超早期(出血后6 h內(nèi))進行血腫穿刺清除術可以及時解除血腫壓迫,能夠降低血腫灶周炎性細胞因子對腦組織的損害,保護血腦屏障,減輕腦水腫,最大限度減輕腦出血后神經(jīng)功能的損傷,從而起到腦保護的作用。
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