夏光明,倪小紅,王洲羿,黃虎翔,肖展翅,劉秋梅,李 鋼
CD20作為跨膜的蛋白質(zhì)是一種新型鈣通道,CD20的激活是調(diào)節(jié)內(nèi)源性鈣離子變化的又一個(gè)影響因素,并通過鈣離子變化直接調(diào)節(jié)鈣離子通道活性。本研究采用大鼠局灶性腦缺血模型,用免疫組化和計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)檢測局灶性腦缺血CD20的表達(dá)情況,初步探討CD20在局灶性缺血腦組織中的變化。
1.1 動(dòng)物及實(shí)驗(yàn)分組 雄性健康SD大鼠28只,體重200 g~250 g,由武漢大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。飼養(yǎng)室內(nèi)溫度25℃,自由進(jìn)食。實(shí)驗(yàn)室溫度25℃,實(shí)驗(yàn)前12 h禁食禁水。大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組及大腦中動(dòng)脈阻塞(MCAO)后3 h組、6 h組、24 h組。實(shí)驗(yàn)分批進(jìn)行,每批含各組大鼠7只。
1.2 試劑與儀器 免疫組化試劑盒購自武漢谷歌生物技術(shù)有限公司。
1.3 動(dòng)物模型的制作 大鼠用10%水合氯醛(35 mg/kg)腹腔注射麻醉。仰臥位固定,頸正中線左側(cè)旁開約0.5 cm切口,沿胸鎖乳突肌內(nèi)緣分離肌肉和筋膜,分離左側(cè)頸總動(dòng)脈(CCA)、頸外動(dòng)脈(ECA)和頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA),結(jié)扎頸外動(dòng)脈遠(yuǎn)心端,用微動(dòng)脈夾暫時(shí)夾閉CCA主干以及ICA入顱部。然后在ECA殘端剪0.3 mm小口,將線拴插入,輕推尼龍線尾端經(jīng)CCA分叉部沿ICA入顱,遇到阻力,大鼠呼吸心跳加快時(shí)停止。尼龍線插入深度從CCA分叉部計(jì)18.5 mm±0.5 mm。結(jié)扎ECA開口近心端,放開CCA動(dòng)脈夾,縫合傷口,單籠飼養(yǎng)觀察。參考Longa等[1]的方法進(jìn)行動(dòng)物清醒后爬行行為障礙評分:無神經(jīng)功能缺失癥狀,活動(dòng)正常者0分;提尾時(shí)病灶對側(cè)前肢不能完全伸直者1分;爬行時(shí)出現(xiàn)向?qū)?cè)轉(zhuǎn)圈者2分;行走時(shí)身體向?qū)?cè)倒者3分;不能自行行走,意識喪失者4分。1分~3分為入組標(biāo)準(zhǔn)。
1.4 免疫組織化學(xué)染色 大鼠以10%水合氯醛(35 mg/kg)腹腔注射麻醉。開胸經(jīng)左心室插管至主動(dòng)脈,夾閉腹主動(dòng)脈。依次灌注生理鹽水250 mL,4%多聚甲醛PBS緩沖液150 mL。在3 h、6 h和24 h時(shí)間點(diǎn)取出全腦,在多聚甲醛中于4℃下固定36 h。常規(guī)乙醇梯度脫水透明、石蠟包埋,用切片機(jī)自視交叉處向后連續(xù)冠狀切片,片厚7μm。按改進(jìn)的Stermberger PAP法進(jìn)行CD20免疫組織化學(xué)染色,二氨基聯(lián)苯胺顯色系統(tǒng)顯色;流水終止反應(yīng)后蘇木素復(fù)染,鹽酸乙醇分化,清水返藍(lán),梯度乙醇脫水,二甲苯透明,中型樹脂封片觀察。細(xì)胞被染成棕褐色為陽性結(jié)果。同時(shí)做抗體的交叉性試驗(yàn)及空白對照實(shí)驗(yàn)。
1.5 病理組織觀察 取免疫組化反應(yīng)陽性切片的相鄰切片作HE染色,進(jìn)行病理觀察。
1.6 CD20陽性神經(jīng)元計(jì)數(shù) 取大腦切片的同一層面梗死灶及其周邊選擇上下左右及中央5個(gè)視野,在400倍光鏡下計(jì)數(shù)CD20陽性神經(jīng)元的數(shù)量,所得陽性細(xì)胞數(shù)取平均值。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 計(jì)量數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,組間差異采用t檢驗(yàn)。
2.1 動(dòng)物行為特征 手術(shù)組動(dòng)物在麻醉清醒后均呈現(xiàn)局灶性腦缺血表現(xiàn):右前爪不能前伸,向右旋轉(zhuǎn)爬行或傾倒。
2.2 HE染色觀察結(jié)果 缺血3 h組神經(jīng)元出現(xiàn)變性;缺血6 h組見皮質(zhì)、海馬神經(jīng)元呈空泡變性;缺血24 h組大部分神經(jīng)元完全壞死,神經(jīng)元數(shù)量減少,殘存神經(jīng)細(xì)胞核變小、顏色深染。
2.3 CD20免疫組化染色 非梗死側(cè)無陽性神經(jīng)元分布。缺血3 h未發(fā)現(xiàn)CD20陽性神經(jīng)細(xì)胞;缺血6 h出現(xiàn)CD20陽性神經(jīng)元,但著色較淡,彌散分布,多數(shù)表達(dá)于細(xì)胞膜,少數(shù)同時(shí)表達(dá)細(xì)胞漿中。在梗死灶邊緣與正常腦組織交界處CD20陽性神經(jīng)元分布有一明顯的分界線。在梗死灶中細(xì)胞壞死明顯,CD20表達(dá)于細(xì)胞漿中。在梗死后6 h和24 h兩個(gè)時(shí)間點(diǎn),CD20陽性神經(jīng)元的數(shù)量變化明顯(P<0.01)。詳見表1。
表1 梗死灶陽性CD20神經(jīng)元計(jì)數(shù)(x±s)
CD20分子為膜結(jié)合型蛋白,位于細(xì)胞膜上的脂斑區(qū),由297個(gè)氨基酸組成的非糖基化磷蛋白,4次穿過細(xì)胞膜,帶有3個(gè)疏水基。分為胞外段、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)三部分。胞外區(qū)基因長132bp,編碼44個(gè)氨基酸[2]。CD20是新型鈣通道,發(fā)生交聯(lián)甚至超交聯(lián)時(shí)形成的多聚體發(fā)揮鈣通道的功能,使細(xì)胞外鈣離子流入細(xì)胞內(nèi);同時(shí)CD20靠近脂斑區(qū)Src家族的酪氨酸蛋白激酶并相互激活,啟動(dòng)信號傳導(dǎo)途徑,動(dòng)員內(nèi)源鈣庫。使細(xì)胞內(nèi)鈣超載,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[3]。更有研究表明在人早期胚肝內(nèi)CD20定位于細(xì)胞核內(nèi),而細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)呈陰性,但其具體的作用機(jī)制仍有待闡明[4]。
CD20在腦梗死患者外周血淋巴細(xì)胞中的表達(dá)有明顯的升高,而且其表達(dá)越高,神經(jīng)功能缺損越重,提示CD20參與了腦梗死后的炎癥和免疫反應(yīng)[5]。CD20是否在腦梗死病灶及缺血半暗帶中表達(dá)未見有報(bào)道,通過免疫組織化學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)CD20在腦梗死病灶及缺血半暗帶中表達(dá)顯示出明顯的特征。在梗死灶和缺血半暗帶以外的未缺血腦組織中未見到有CD20的表達(dá),在缺血半暗帶與正常腦組織之間有明顯的分界線;缺血3 h未見到有CD20的表達(dá);缺血6 h發(fā)現(xiàn)有CD20的輕度表達(dá),且多數(shù)表現(xiàn)為神經(jīng)細(xì)胞膜表達(dá),少數(shù)表現(xiàn)為神經(jīng)細(xì)胞胞漿的表達(dá);缺血24 h CD20強(qiáng)烈表達(dá)于神經(jīng)細(xì)胞胞漿。根據(jù)CD20在缺血后腦組織表達(dá)的時(shí)空變化特征,推測CD20在缺血6 h左右開始表達(dá),并且初期表達(dá)于神經(jīng)細(xì)胞的胞膜,隨著缺血的持續(xù)和加重,進(jìn)一步表現(xiàn)為胞漿表達(dá)。腦缺血后遲發(fā)性神經(jīng)細(xì)胞壞死發(fā)生于缺血后6 h~8 h,其主要的作用機(jī)制就是由于缺血過度誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[6]。CD20在腦缺血后的表達(dá)處于發(fā)生細(xì)胞凋亡發(fā)生的時(shí)期,因此神經(jīng)細(xì)胞CD20表達(dá)的作用機(jī)制可能與鈣超載和細(xì)胞凋亡有關(guān)。
[1] Longa EZ,Weinstein PR,Carlson S,etal.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J].Stroke,1989,20:84-91.
[2] 洪海燕,舒翠玲,郭燕翔,等.人CD20胞外區(qū)基因在原核系統(tǒng)中的表達(dá)[J].免疫學(xué)雜志,2000,116(3):172-174.
[3] Deans JP,Li H,Polyak MJ.CD20-mediated apoptosis:Signaling through lipid rafts[J].Immunology,2002,107(2):176-182.
[4] 劉影,唐軍民,唐巖,等.人早期胚胎中CD20陽性細(xì)胞的免疫組織化學(xué)定位[J].解剖學(xué)報(bào),2007,38(2):238-240.
[5] 夏光明,鄭雅文,李鋼,等.急性腦梗死患者外周血B淋巴細(xì)胞CD19、CD20表達(dá)的臨床研究[J].中國傷殘醫(yī)學(xué)雜志,2008,16(2):18-19.
[6] Arvin KL,Han BH,Du Y,etal.Minocycline markedly protects the neonatal brain against hypoxic-ischemic injury [J].Ann Neurol,2002,52(1):54-61.