重度顱腦創(chuàng)傷后應(yīng)用(S)-4C3HPG減輕顱腦損傷的作用及可能機(jī)制.pdf

1、創(chuàng)傷性顱腦損傷(traumatic brain injury，TBI)是現(xiàn)代社會(huì)中的一個(gè)突出問(wèn)題，在全身各部位創(chuàng)傷中，顱腦創(chuàng)傷死殘率高居第一位。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，美國(guó)顱腦創(chuàng)傷發(fā)生率約為2‰，每年新發(fā)生顱腦創(chuàng)傷病人50萬(wàn)，其中10%屬于重型顱腦創(chuàng)傷，大約2萬(wàn)人死亡，3萬(wàn)人致殘，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百億美元。伴隨全球經(jīng)濟(jì)以及現(xiàn)代化交通的高速發(fā)展，顱腦創(chuàng)傷越來(lái)越成為威脅人類健康的重要問(wèn)題。怎樣減輕顱腦損傷帶來(lái)的神經(jīng)功能損害，提高顱腦創(chuàng)傷的救治水平

2、，始終是人們研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。
　　 目前認(rèn)為興奮性氨基酸毒性作用是繼發(fā)性損傷重要機(jī)制之一，其它包括過(guò)度炎癥、鈣超載及氧自由基的釋放等方面。興奮性氨酸主要是谷氨酸，它是脊椎動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，不但維持神經(jīng)細(xì)胞的正常功能，而且還可以調(diào)節(jié)突觸穩(wěn)定性及效能，參與學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程。在顱腦創(chuàng)傷后，由于腦損傷區(qū)域神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞崩解等原因，谷氨酸會(huì)從神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞大量釋放到細(xì)胞間液，激活谷氨酸受體而發(fā)揮興奮毒性作用

3、，導(dǎo)致顱腦創(chuàng)傷后的繼發(fā)性損傷，因此通過(guò)傷后控制谷氨酸的釋放，將可能產(chǎn)生有效的腦保護(hù)作用。(S)-4C3HPG是一種混合型代謝型谷氨酸受體調(diào)節(jié)劑，既是(groupⅠ glutamate metabotropic receptor，mGluRⅠ)Ⅰ組代謝型谷氨酸受體的拮抗劑也是(groupⅡ glutamate metabotropic receptor，mGluRⅡ)Ⅱ組代謝型谷氨酸受體的激動(dòng)劑。目前已證實(shí)(S)-4C3HPG對(duì)阿爾茨海默

4、病(Alzheimer'sdisease)、帕金森病(Parkinson's disease)、抑郁癥、精神分裂癥、癲癇及錐體外系疾病的治療，減輕腦缺血后的腦梗塞灶等慢性疾病及神經(jīng)保護(hù)方面都有較好的效果。本課題組通過(guò)前期研究證實(shí)，在小鼠中度顱腦創(chuàng)傷(moderate traumatic brain injury，mTBI)致傷前30 min給予(S)-4C3HPG可通過(guò)抑制谷氨酸釋放及炎癥因子產(chǎn)生，從而減輕顱腦創(chuàng)傷急性期的損傷。而在更為

5、嚴(yán)重的重度顱腦創(chuàng)傷(severe traumatic brain injury，sTBI)發(fā)生后使用該藥物是否也存在腦保護(hù)作用目前尚不清楚。臨床研究表明，在顱腦損傷后早診斷、早治療對(duì)創(chuàng)傷的預(yù)后起著關(guān)鍵性作用。因此，在前期研究的基礎(chǔ)上，利用重力撞擊致傷法構(gòu)建了小鼠重度腦損傷(sTBI)模型，結(jié)合小鼠腦損傷后腦脊液谷氨酸濃度的動(dòng)態(tài)變化，在sTBI模型小鼠致傷后急性期給藥，選擇4個(gè)時(shí)間點(diǎn)(15min、1h、3h、6h)給予(S)-4C3HPG

6、，觀察它對(duì)重度腦損傷后急性期傷情的影響，分析其作用與谷氨酸濃度及炎癥因子的關(guān)系，以明確在重度腦損傷后調(diào)節(jié)谷氨酸釋放獲得有效腦保護(hù)作用的可能性，進(jìn)而為應(yīng)用(S)-4C3HPG阻斷谷氨酸的興奮毒性作用，作為創(chuàng)傷性重型顱腦損傷臨床治療的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 主要實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果及結(jié)論：
　　 1.建立小鼠創(chuàng)傷性重度顱腦損傷模型，觀察在致傷后急性期給予(S)-4C3HPG對(duì)小鼠傷情的影響
　　 在本課題組建立的中度腦撞擊傷(m

7、TBI)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，選取SPF級(jí)C57BL/6健康雄性小鼠，使用戊巴比妥鈉麻醉小鼠，在小鼠左側(cè)頂葉前囟及后囟間開4mm×4mm骨窗，使用20g重物自50cm高度落下，對(duì)左側(cè)頂葉進(jìn)行撞擊，撞擊直徑3mm，深度3mm，建立重度顱腦損傷模型，致傷后復(fù)原骨片，縫合皮膚。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物完全隨機(jī)分為6組，每組10只：①假手術(shù)組：麻醉小鼠后僅進(jìn)行開顱和縫合處理；②對(duì)照組(control)：僅致傷，無(wú)任何藥物干預(yù)；③(S)-4C3HPG藥物處理組(

8、4組)：分別在sTBI傷后15 min、1h、3h、6h這4個(gè)時(shí)間點(diǎn)予以腹腔注射(s)-4C3HPG5mg/kg。在致傷后24 h對(duì)各組進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評(píng)定。神經(jīng)功能評(píng)定后處死小鼠，用干濕重法檢測(cè)各組動(dòng)物損傷側(cè)皮層組織含水量。
　　 結(jié)果：致傷后24 h小鼠均存活、活動(dòng)減少、反應(yīng)遲緩，肉眼觀小鼠腦組織挫傷明顯、出血。光鏡下早期神經(jīng)元胞體縮小變形、胞核固縮，胞質(zhì)深染等急性壞死性改變。檢測(cè)(S)-4C3HPG藥物處理15min組和1

9、h組神經(jīng)功能缺損[分別為(1.70±0.48)、(1.90±0.56)]均顯著低于對(duì)照組[(2.80±0.42)]，P<0.01；腦含水量[分別為(80.14±0.28)％、(80.17±0.52)％]與對(duì)照組[(82.55±0.34)％]比較，也顯著降低，P<0.01。說(shuō)明在顱腦撞擊傷后早期給予(S)-4C3HPG減輕了創(chuàng)傷區(qū)域腦水腫，神經(jīng)功能的損害也隨之減輕，傷后盡早予以藥物干預(yù)有較明顯的神經(jīng)保護(hù)作用。
　　 2.顱腦損傷急

10、性期應(yīng)用(s)-4C3HPG后腦脊液中谷氨酸濃度的變化與損傷區(qū)炎癥因子表達(dá)之間的關(guān)系
　　 在小鼠創(chuàng)傷性重度顱腦損傷后24h時(shí)抽取各組小鼠腦脊液。采用梯度高效液相法(HPLC)測(cè)定動(dòng)物重度顱腦撞擊傷模型各組傷后24小時(shí)腦脊液中谷氨酸濃度。(RT-PCR)檢測(cè)傷后24 h傷側(cè)皮層炎癥因子，測(cè)定傷側(cè)皮層炎癥因子TNF-α、IL-1β mRNA含量。
　　 結(jié)果：在sTBI后24h時(shí)檢測(cè)致傷組小鼠腦脊液中谷氨酸濃度較假手術(shù)組顯

11、著增高(P<0.01)。但與對(duì)照組比較，(S)-4C3HPG藥物處理15min、1h組在傷后24h測(cè)得的腦脊液中谷氨酸濃度都顯著低于對(duì)照組(P<0.01)。而(S)-4C3HPG藥物處理3、6h組與對(duì)照組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。在對(duì)傷側(cè)皮層炎癥因子的檢測(cè)中顯示，致傷后24 h，(S)-4C3HPG藥物處理15 min、1h組在TNF-α、IL-1β mRNA表達(dá)水平與對(duì)照組比較明顯降低(P<0.01)。而在(S)-4C3HPG

12、藥物處理3、6h組中傷側(cè)皮層TNF-α、IL-1βmRNA表達(dá)水平與對(duì)照組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。實(shí)驗(yàn)證明，神經(jīng)功能損害及腦水腫的程度與傷后谷氨酸濃度及炎癥因子表達(dá)水平的增高密切相關(guān)。
　　 結(jié)論：
　　 在顱腦創(chuàng)傷后盡早應(yīng)用(S)-4C3HPG來(lái)調(diào)節(jié)谷氨酸的釋放，可明顯減少興奮性氨基酸毒性作用，降低炎癥反應(yīng)的誘發(fā)因素，減輕了神經(jīng)功能的損害。而在急性期后致傷的因素可能主要是炎癥反應(yīng)，即使抑制了谷氨酸的毒性作用，也不