李勇[1]2003年在《大鼠脑功能光学成像的独立成分分析》文中研究说明随着科学技术的飞速发展，各种研究手段广泛兴起，PET，fMRI，CT，SPECT以及光学成像等技术逐渐成熟。其中，内源光学成家技术以其体积小，价格低廉，特征信号容易获得等优点在脑科学研究中发挥了重要的作用。 独立成分分析是近几年发展起来的一种具有诸多优点的新方法。将其用于处理内源光学成家所获得的数据，可以较好地分离出脑部活动事件相关的光学信号。 本文首先介绍了目前主要的几种脑成像技术，fMRI，PET和内源光学成像技术的基本原理和技术特点，对它们各自的研究特点进行了比较，阐述了课题采用内源光学成像技术的理由。其次介绍了课题中主要应用的独立成分分析方法的基本概念，算法原理及其理论基础，并着重介绍了课题研究中使用的两种算法。然后详细地说明了独立成分分析方法在内源光学成家分析中的应用，论述了如何根据实验数据的特点及进行建模，以及如何利用先验信息提取样本，进行组合分析以抑制噪声，并将其与fMRI中的独立成分分析作了一个简单的对比。最后，进行了简要的总结，探讨了下一步工作的方向。
朱英俊[2]2011年在《基于VTK和ODT成像技术的大鼠脑皮层细血管的叁维重建与可视化》文中指出脑血管图像的叁维重建及可视化是一个涉及计算机图形学、图像处理技术和影像学的多学科研究，脑血管叁维重建可视化技术在脑血管类药物的药效评价、脑微循环机制的研究以及血管类疾病的辅助诊断等方面具有重要的意义和临床应用价值。本论文主要研究内容是利用ODT成像系统采集大鼠脑部细血管二维图像，在对采集的原始ODT图像进行预处理的基础上，利用可视化工具包VTK来对处理后的ODT图像进行叁维重建及可视化研究。本论文工作主要分两部分。本论文第一部分工作：脑皮层细血管ODT图像的叁维重建及可视化。1）对图像叁维重建的两类主要方法面绘制和体绘制以及可视化工具包VTK的绘制机制进行了介绍。2）通过实验采集大鼠脑血管ODT原始图像（包括OCT结构图和光学多普勒血流功能图），针对采集到的大鼠脑血管二维原始图像序列，根据其图像的特点分别进行图像去噪和阈值化预处理，并对处理后的一系列OCT图像和光学多普勒血流图进行图像融合。3）对叁维体数据进行叁维重建，通过Visual studio2008平台结合可视化工具包VTK分别对预处理后的大鼠脑血管的ODT图像利用几种面绘制算法和体绘制算法进行叁维重建，给出了其实现的关键程序步骤和叁维重建结果图，并且对各种方法的重建结果进行了分析和比较；在此基础上，实现叁维重建结果的人机交互，对重建结果图像进行旋转、平移等简单的交互操作。4）把ODT图像中OCT结构图像和多普勒功能图像两部分有效地结合起来，实现了对融合后图像序列的叁维重建及可视化，从而确定细血管在脑皮层组织中的位置、形状等信息。从体数据分割的角度来对叁维体数据进行分割，并给出了分割后的血管重建结果。本论文第二部分工作：实现了对叁维重建结果的几种交互操作。1）实现了对叁维重构图像的虚拟切片功能。通过设置虚拟切片的法向量和经过该切片的一个内点来确定虚拟切面，利用该切面对重建后的叁维图像进行切割并获取切面信息，在切割的同时可以同步显示切面图像，并实现了叁维重建图像和切面图像的交互操作。2）为了能够观察叁维重建图像内部信息，利用平面切割和长方体切割对叁维重建图像实现了实时交互切割的功能。在平面切割方法中，通过设置切割面和切割方向来对叁维重建图像进行任意面的切割，在长方体切割中，构造了一个可控制的长方体，可以利用鼠标来对长方体进行拉伸、缩放、平移和旋转等操作来对重建图像进行切割，满足进一步研究的需要。
曹捷[3]2006年在《大鼠脑叁维标准图谱的构建及磁共振图像分析系统的研究及实现》文中研究说明神经学科是当今世界上最活跃的学科之一,大鼠是神经科学研究中广泛使用的试验动物。随着采集的大鼠脑数据越来越多,如果不能给它们的功能区一个精确的描述,这些数据都将变得没有意义。大鼠脑标准图谱正是解决问题的最有力的工具。本文课题来源于中国科学院武汉物理与数学研究所科研项目:“大鼠脑叁维标准图谱的构建及磁共振图像分析系统”,研究目的是在原有“叁维核磁共振图像处理系统”的基础上进一步完善图像分析及显示功能。本文围绕大鼠脑标准图谱和磁共振切片图像的可视化,着重研究了切片图像预处理、重建与叁维可视化、配准及标记识别的理论和算法。在预处理研究中,将矢量格式的标准图谱切片序列进行了栅格化;采用SNAKE模型对磁共振图像切片序列进行了脑区的分割;并且对这两种切片序列进行了重采样。在标准图谱和磁共振图像重建与叁维可视化部分,利用可视化图形开发包VTK对它们分别实现了基于光线投射和基于纹理映射的体绘制以及基于MC算法的面绘制,并实现了任意方向叁维切割显示。在标准图谱和磁共振图像配准及标记识别部分,分别提出了一种基于仿射变换的手动配准和一种基于PCA的自动配准,并实现了单张切片的功能区定位和叁维空间功能区的标记识别技术。在深入分析用户需求的基础上,按照面向对象软件工程的原则,充分考虑到系统的兼容性和稳定性,用VC++6.0和VTK在Windows平台上完整地实现了系统。实践表明,该系统具有极高的性能。
张清波[4]2006年在《MR灌注成像对大鼠脑C6胶质瘤血管生成的实验研究》文中研究表明第一部分 大鼠脑C6胶质瘤MR灌注成像与肿瘤微血管密度间关系的研究 目的：研究大鼠C6胶质瘤的MR灌注成像的特征，并且与肿瘤免疫组织化学微血管密度(MVD)对照，探讨MR灌注技术在判断脑肿瘤血管生成中的价值。材料和方法：10只雄性SD大鼠，通过立体定向仪于鼠脑右侧尾状核区移植C6胶质瘤细胞复制大鼠脑胶质瘤模型。使用GE3.0MR扫描仪对肿瘤移植后4周的大鼠胶质瘤模型进行常规MRI和EPI序列PWI扫描，在冠状面T_1WI增强图像上测量并记录肿瘤的最大直径。PWI原始图像经在线工作站的相应灌注软件处理后产生灌注曲线及伪彩图像，并与常规MRI图像进行观察比较。设肿瘤对侧正常脑组织为参照(参照值为1)，测量胶质瘤实质部分的rrCBV、rrCBF值，同时测定肿瘤区域的MTT值。MRI检查后24h内处死大鼠并取脑固定，在肿瘤中心层面全脑切片，进行脑组织HE染色及鼠兔特异性抗FⅢ单克隆抗体免疫组织化学(简称免疫组化)染色。光学显微镜下观察肿瘤组织特征并进行手工MVD计数。将所测MR灌注rrCBV、rrCBF和MTT值以及肿瘤组织的MVD计数输入个人电脑，使用统计软件进行分析：采用Pearson相关回归分析法检测肿瘤实质部分的MVD与rr CBV与rrCBF的相关性。计算关系系数，并进行t检验，以P＜0.05为有统计学意义。结果：C6胶质瘤接种后4周MRI显示大鼠脑内均有不同大小的胶质瘤生长。MR灌注rCBV和rCBF明显高于对侧无瘤脑组织，表现为造影剂首过时不同程度的信号强度下降，回复基线的时间延长，部分肿瘤首过下降曲线紊乱不规则。肿瘤实质的MTT略延长，但与对侧脑组织比较差别不明显(P＞0.05)。鼠兔FⅢ抗体免疫组化染色部位在血管壁的内皮细胞，10例C6胶质瘤中均见阳性表达，呈现棕褐色散在分布于肿瘤组织内，形态欠规则。Pearson相关回归分析显示，肿瘤实质区的rrCBV和rrCBF与抗FⅢ免疫组化的MVD之间均存在显着的正相关(r分别为0.861和0.731，P=0.001和0.016)。 结论：大鼠C6胶质瘤MR灌注肿瘤实质区的rrCBV和rrCBF值均与肿瘤组织学MVD计数之间存在显着的相关性，可以作为一种活体评价肿瘤微血管的指标。第二部分 MR灌注成像对大鼠C6胶质瘤肿瘤血管在高CO_2分压下功能性反应的初步研究 目的：研究高碳酸血含量(血液CO2分压升高)条件下正常大鼠脑组织和C6胶质瘤组织各项灌注值的变化特征，并与组织学SMA(平滑肌反应抗体)染色阳性血管计数对照，分析MR灌注对于肿瘤血管的成熟度和变异度的诊断价值。材料与方法：20只雄性SD大鼠，随机分为肿瘤组和正常对照组。肿瘤组大鼠通过立体定向仪于鼠脑右侧尾状核区移植C6胶质瘤细胞复制大鼠脑胶质瘤模型。对照组大鼠同一部位注射等量生理盐水。肿瘤移植后4周，两组大鼠吸入高浓度CO_2混合气体(10％CO_2和90％空气组成)前和吸入后15min，分别使用GE3.0MR扫描仪对全脑进行PWI扫描，PWI原始图像经在线工作站的相应灌注软件处理后产生灌注曲线及伪彩图像，两次扫描前均测定大鼠的血液CO_2分压、PH值等血气指标。检查结束后24小时内，处死肿瘤组大鼠并取脑固定，在肿瘤中心层面全脑切片，进行脑组织HE染色及鼠特异性SMA抗体免疫组织化学(简称免疫组化)染色。光学显微镜下观察肿瘤组织特征并进行手工SMA染色血管计数。将所测MR灌注rCBV、rCBF值和肿瘤组织的SMA染色血管计数及血液CO_2分压、PH值等血气指标输入个人电脑，使用统计软件进行分析：采用成组t检验，比较对照组大鼠右侧尾状核区和肿瘤组大鼠左侧尾状核区(无肿瘤一侧)吸入高浓度CO_2混合气体后rCBV、rCBF和MTT的变化率有无差异，以P＜0.05为有统计学意义；采用单因素配对t检验，比较肿瘤实质的rCBV、rCBF的变化率与正常脑组织相应区域灌注值变化率间的差异有否显着性意义，以P＜0.05为有统计学意义；采用单因素配对F检验比较肿瘤组织和健侧正常脑组织内SMA阳性染色血管数量间的差异；采用Pearson相关回归分析法分别检测肿瘤实质部分和对侧正常脑组织的SMA阳性血管染色计数与灌注rCBV与rCBF在CO_2分压升高前后的变化率相关性，计算关系系数，并进行t检验，以P＜0.05为有统计学意义。结果：肿瘤种植4周后MRI显示大鼠脑内均有不同大小的胶质瘤生长。HE染色见肿瘤细胞密集，核浆比例高，核分裂像少见，血管增生较显着。所有大鼠在吸入含10％CO_2和90％空气的混合气体15min后，血液CO_2分压均明显升高(P＜0.001)，血浆PH值显着降低(P＜0.025)。对照组和肿瘤组血气变化亦无明显差异(P均大于0.5)。胶质瘤的rCBV和rCBF与对侧无瘤脑组织比较有明显差别，呈现明显的高灌注。吸入高浓度CO2混合气体后，正常侧的rCBV和rCBF均明显增加，肿瘤实质部分的rCBV和rCBF亦有增加，但增加率明显低于正常脑组织(分别为t=5.05，P＜0.001和t=2.355，P=0.021)，以前者差别为着。MTT变化不显着。大鼠SMA抗体免疫组化染色部位在血管的平滑肌细胞，呈现棕褐色散在分布于肿瘤组织间，形态规则，肿瘤内的SMA阳性染色血管与正常脑组织的阳性血管相比管壁较薄，管腔直径较宽；肿瘤内SMA(+)血管明显少于对侧正常脑组织内的阳性血管(t=1.86，P＜0.001)。Pearson相关回归分析显示，肿瘤实质区的rCBV和rCBF吸入高浓度CO_2混合气体后的变化率与免疫组化的抗SMA计数之间均并不存在显着的相关性(r分别为0.504和0.607，P均大于0.05)。但是正常脑组织的rCBV和rCBF变化率与其SMA阳性计数之间呈显着相关(r分别为0.721和0.525，P均小于0.05)，结论：MR灌注技术在改变血液CO_2分压的条件下可以反映正常脑组织和肿瘤组织血流的变化，虽然不能完全反映肿瘤组织成熟血管的含量，但是仍可以间接判断肿瘤血管的成熟度。 第叁部分 大鼠C6胶质瘤立体定位放射治疗抗血管血管生成的MR灌注研究 目的：利用大鼠C6胶质瘤模型，观察立体定向放射(SRS)对脑胶质瘤的疗效尤其是抗肿瘤血管生成的治疗效果，分析MR灌注成像在疗效评价中的价值。材料和方法：20只纯种雄性SD大鼠，通过立体定向仪于鼠脑右侧尾状核区移植C6胶质瘤细胞复制大鼠脑胶质瘤模型。随机分为对照组(A组)和治疗组(B组)各10只，A组大鼠不给予治疗，B组大鼠于肿瘤接4周后行SRS治疗，照射野为右侧尾状核区肿瘤中心部位。两组大鼠于肿瘤移植四周后进行MRPWI检查。治疗组于SRS照射前当日和治疗后一周分别进行PWI检查。吸入高浓度CO_2混合气体(10％CO_2和90％空气组成)前和吸入后15min，分别使用GE3.0MR扫描仪对肿瘤进行PWI扫描，PWI原始图像经在线工作站的相应灌注软件处理后产生灌注曲线及伪彩图像，两次扫描前均测定大鼠的血液CO_2分压、PH值等血气指标。全部检查结束后处死肿瘤组大鼠并取脑固定，在肿瘤中心层面切片HE染色，鼠兔特异性抗Fγ单克隆抗体和鼠特异性抗SMA抗体免疫组织化学(简称免疫组化)染色。将所测A组大鼠和B组大鼠治疗前后MR灌注rCBV、rCBF值和肿瘤组织的MVD和SMA染色血管计数及血液CO_2分压、PH值等血气指标输入个人电脑，使用统计软件进行分析：采用单因素配对设计t检验，比较B组大鼠肿瘤放射治疗前后实质部分MR灌注rrCBV和rrCBF值之间、吸入高浓度CO2混合气体后rCBV和rCBF的变化率之间的差异；采用两样本成组设计t检验，比较A组大鼠和放射治疗后的B组大鼠免疫组化MVD和SMA计数之间的差异性；计算每例大鼠肿瘤组织SMA与MVD的比值(以％表示)，采用两样本成组设计t检验，比较A组大鼠和放射治疗后的B组大鼠SMA(+)／MVD(％)值间有无差异。均以P＜0.05为差异有统计学意义。结果：肿瘤种植4周后MRI显示大鼠脑内均有不同大小的胶质瘤生长。A组大鼠肿瘤和B组大鼠肿瘤治疗前平均直径之间没有显着性差异(t=0.132，P＞0.5)。B组大鼠接受SRS治疗后一周肿瘤显着缩小，肿瘤中央和周围出现较大液化囊变区。HE染色B组放射治疗后肿瘤内出现大小不一的囊状空泡，细胞密集度较A组减低。所有大鼠在吸入高浓度CO_2混合气体15min后，血液CO_2分压均明显升高，A、B两组之间没有明显差异(t=0.224，P＞0.5)；血浆PH值降低，两组之间亦无显着性差异(t=0.4，P＞0.5)。B组大鼠在接受SRS治疗一周后，虽然肿瘤实质部分rrCBV和rrCBF仍高于对侧脑组织，但所测灌注值较治疗前明显降低(rrCBV：t=7.478，P=0；rrCBF：t=10.13，P=0)，无灌注的液化囊变区范围扩大，呈现黑色，灌注曲线近似水平线。吸入高浓度CO2混合气体前后，B组治疗后的肿瘤rCBV和rCBF的变化率较治疗前明显升高(rCBV变化率：t=12.27，P=0；rCBF变化率：t=6.364，P=0.00013)。鼠兔FⅧ抗体和鼠特异性SMA抗体免疫组化染色在所有大鼠C6胶质瘤中内可见阳性表达，呈现棕褐色散在分布于肿瘤组织内。治疗后B组肿瘤实质MVD显着低于A组(t=3.466，P=0.001)。SMA染色阳性血管计数，A、B两组之间无显着性差异(t=0.513，P=0.614)。A组大鼠肿瘤平均SMA计数／MVD计数百分比明显低于放疗后B组大鼠，两组之间存在显着性差异(t=2.373，P=0.014)，说明SRS治疗后B组大鼠肿瘤组织内含有平滑肌结构的血管占总血管的比例明显高于未经过治疗的A组大鼠肿瘤。结论：SRS可以明显抑制大鼠C6胶质瘤的血管生成，含有平滑肌成分的肿瘤血管对SRS不敏感。MR灌注技术可以判断抗肿瘤血管生成治疗后的效果，并能在改变CO_2分压条件下一定程度上反映肿瘤血管的变异度的变化。
李韪韬[5]2007年在《光学断层成像系统与组织热凝固监控的关键技术研究》文中进行了进一步梳理近红外光学断层成像技术是一种具有较高临床应用价值的无损成像技术,该技术可以通过获取组织断层光学参数的空间分布进行某些疾病的诊断,目前其成像技术、疾病诊断机理等都在不断完善过程中,其中高分辨率图像快速重建技术与肿瘤的在位识别与诊断是研究热点之一,也是目前难度较大的课题。本文研究的主要目的是建立一种较快的已知组织内部局部形态信息的光学参数实时成像重建算法,获得比较可靠的图像重建数学模型,然后在肿瘤热疗实时在位监控上进行应用尝试,为将来临床医学应用打下基础。论文在完成近红外光学成像系统设计的基础上,系统地进行了光学参数与生物组织热凝固过程相关规律的研究,并将研究结果结合近红外光学断层成像技术应用到生物组织局部热凝固治疗实时在位监控中,获得了一些重要结论。本文主要工作及创新性成果如下:1.实现了基于散射传播理论(Diffusion theory)的生物组织近红外光学成像正向问题的求解方法。主要工作有:推导了二维稳态扩散方程,提出了适合本课题研究模型的边界条件,采用Femlab软件仿真,给出了非均匀光学介质的光子能量分布,完成了正向问题求解。2.提出了不需要计算Jacobian矩阵的多参数优化算法完成近红外光学断层成像系统逆向问题的求解思路,给出了完整的优化算法数学模型。在优化算法上提出了N进制分部编码的遗传算法。实现了近红外光学断层局部参数重建,大大加快了重建速度(和目前的传统方法相比),为实时在位局部光学参数检测的实现提供了可能。3.设计了一套基于连续光强激励的8通道光学断层成像系统。能够实现本文的局部光学参数图像重建,通过大量的模型实验对系统可行性进行了验证。4.实现了通过约化散射系数对生物组织局部热凝固治疗过程实时监测的设想,该设想巧妙地实现了体内温度-热凝固过程-光学参数的关联,为体内温度和热凝固程度的无损测试打下了基础,有可能解决长期困扰临床医学的体内温度和热凝固程度的无损测量技术的难题,这是本文的一个重要创新。5.初步达到了利用近红外光学断层成像系统对生物组织热凝固过程进行无损监测的目的。系统通过监控组织局部热凝固过程的约化散射系数来对组织热凝固过程进行评估。同时研究过程中发现生物组织边界处的光强与监控区域的约化散射系数存在密切相关性,获得了初步结论,这部分研究还有待深入。目前近红外光学断层成像技术是一个难度很大的系统课题,许多问题需要进行深入研究。本文选择了局部光学参数成像快速算法及其在局部热凝固治疗中的应用为出发点,实现了课题设想。
范春玲[6]2014年在《针刺“百会”透“曲鬓”对脑出血模型大鼠脑组织细胞凋亡的作用及机制研究》文中研究说明目的：探讨针刺“百会”透“曲鬓”对脑出血模型大鼠脑组织细胞凋亡的作用机制。方法：将Wistar大鼠随机分为正常组、模型组6h、模型组1d、模型组3d、模型组7d、针刺组6h、针刺组ld、针刺组3d、针刺组7d,共9组,每组6只大鼠。其中模型组和针刺组采用脑内自体血注入法制备脑出血模型,针刺组为造模后给予针刺“百会”透“曲鬓”治疗。对各组大鼠进行实验观察：(1)观察各组实验大鼠神经功能缺损评分情况；(2)光镜下观察各组大鼠HE染色脑组织病理形态改变；TUNEL法检测各组大鼠脑出血半暗带区细胞凋亡情况；(3)应用免疫组织化学、免疫蛋白印迹方法分别检测各组大鼠脑组织中p38MAPK及p-p38MAPK在脑出血半暗带区的动态表达；(4)应用免疫组织化学方法检测各组大鼠脑组织中Bcl-2.Caspase-3在脑出血半暗带区的动态表达。结果：(1)针刺组可见神经功能缺损评分明显改善,在时间点3d、7d时与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05)；(2)HE染色结果：与模型组比较,针刺组神经细胞肿胀和间质水肿减轻,神经元数量增多。TUNEL法检测结果：与模型组比较,针刺组各时间点细胞凋亡数量均减少,且在3d、7d时间点差异有统计学意义(P<0.05)；(3)免疫组织化学、免疫蛋白印迹结果：与模型组比较,针刺组脑组织各时间点p38MAPK及p-p38MAPK蛋白表达水平明显降低(P<0.05)；(4)免疫组织化学结果显示：与模型组比较,针刺组脑组织各时间点Bc1-2蛋白表达水平升高、Caspase-3蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论：(1)“百会”透“曲鬓”可以减轻脑出血模型大鼠神经功能缺损症状；(2)“百会”透“曲鬓”对大鼠脑出血后继发性脑损伤的神经细胞凋亡有抑制作用；(3)“百会”透“曲鬓”能够抑制与细胞凋亡密切相关的p38MAPK信号转导通路的活化,对脑出血半暗带区脑组织有保护作用；(4)“百会”透“曲鬓”针刺方法抗脑出血细胞凋亡的机制与促进半暗带Bcl-2蛋白表达,抑制Caspase一3蛋白表达相关。
李明哲[7]2015年在《植入式大鼠脑皮层电极的电化学修饰研究》文中研究表明神经电极及其器件是神经治疗与神经修复领域的关键部件与核心技术,它的主要功能是与目标神经组织接触,起到传递电荷的重要作用。目前植入式神经电刺激、脑科学等领域的研究都处于动物实验、临床前研究的重要阶段,发展易于制备的高性能植入式实验电极将推动这些研究走向临床应用。本论文从大鼠皮层电刺激的应用出发,研究了植入式神经电极的相关电化学修饰技术,发展了易于制备的全植入式电刺激器与植入式柔性电极阵列,满足大鼠皮层电刺激实验的基本需要。具体内容如下：第一部分为全植入式电极及电刺激器的研究部分(第二章)。针对大鼠全植入式皮层电刺激器的需要,对传统电极材料铂进行了电化学修饰,得到一种纳米多孔结构的刺激电极。结果显示,修饰后的多孔铂电极生理盐水在磷酸盐缓冲液(PBS)中的电化学性能得到了大幅提升,电极在1kHz的平均阻抗降低了62.3%。将电极植入大鼠皮层后,通过暂态电压响应实验证明该技术有利于减少能耗,延长植入式电刺激器的工作时间；另外,还配合全植入式电刺激器开展了16天的动物电刺激实验,通过神经元特异性核蛋白(NeuN)的组织切片染色,证明了多孔铂电极材料在电刺激下具备优异的生物相容性和安全性。第二部分针对大鼠脑皮层功能绘图(Brain mapping)的技术需求,研究了一种易于加工的植入式柔性电极阵列的性能(第叁章)。该柔性电极阵列基于柔性线路板技术,具有柔性轻薄化、成本低廉的优点,同时电极材料主要为聚酰亚胺与镀金铜箔,具备一定的生物安全性。通过体外的电化学实验与形貌观察表明,电极点具有较好的加工重现性,电极阳极先的最大安全注入电荷量0.23mC/cm2,与传统铂电极的电荷传输能力相当。另外,将其植入大鼠皮层进行脑功能绘图的实验,通过阈值电刺激成功得到动物的行为反应。上述实验结果表明,通过此方法加工的低成本柔性电极阵列满足短期植入实验的需要。第叁部分为柔性电极阵列的电化学功能性修饰部分(包含第四章,第五章)。第四章调查了在柔性电极阵列上修饰导电聚合物的方法。将羧基化石墨烯(GO)与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)添加到3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的单体溶液中,通过电化学的方法共沉积,在电极表面形成一层导电聚合物的复合膜,比较了恒电位、恒电流、恒电流结合恒电位模式对修饰电极电化学性能的影响。结果表明,恒电流结合恒电位的修饰方法,具有最优异的电化学性能与重现性。修饰后的电极在1kHz下的阻抗下降了94%,同时电极的电荷传输能力大大提高,电极阴极先的最大安全注入电荷量为3.2 mC/cm2。经过导电聚合物修饰的电极的安全注入电量已大于人体神经组织的刺激阈值(～1.0 mC/cm2),可满足更多植入式神经电刺激的实验要求。第五章探索了在低成本镀金柔性线路板电极阵列上修饰氧化铱的方法。结合实际应用的需要,重点考虑电极修饰材料的机械稳定性与电化学稳定性,并比较了不同参数下电位脉冲沉积与循环伏安沉积方法对电极性能的影响。实验结果表明,400周脉冲沉积的氧化铱具有最优异的电化学性能与稳定：沉积氧化铱后的电极,在1kHz下,阻抗下降了89.3%,电极阳极先的最大安全注入电荷量为2.2mC/cm2,超声2mmin与500周的循环伏安实验对修饰电极电荷储存电量的影响仅为4%与4.3%。综上实验结果表明,基于氧化铱修饰的柔性电路板电极阵列,具有较优异的电化学性能与稳定性,具有较高的应用价值。
刘轲[8]2004年在《脑脉通对老龄大鼠脑缺血/再灌注微血管基底膜损伤的保护作用》文中研究表明缺血性脑卒中作为临床危、急、重病之一,发病既有其慢性复杂的病理基础,又有其凶险多变的急性演变过程,且其发病率和死亡率均随年龄增加而增高。在我国,随着老年人口的增多及老龄化社会的到来,深入研究老年缺血性脑卒中的发病机制,寻求有效的治疗方案显得十分迫切。 脑缺血再灌注损伤是引起多种脑血管病的重要病理生理机制,抗脑缺血再灌注损伤是治疗脑梗死的有效措施。在脑缺血再灌注损伤机制中,细胞内蛋白酶起着重要作用,能够水解细胞外基质的两个主要酶系统为基质金属蛋白酶系统和纤溶酶原激活系统。目前,从细胞外基质成分改变及其相关降解酶类,动态研究脑缺血再灌注微血管损伤病理生理的机制甚为少见,尤以老年动物为研究对象国内尚未见报道;在开展对老年缺血性脑血管疾病的实验研究中多使用青年动物,忽视了人类脑血管疾病中增龄因素的重要性,致使实验研究结果与临床有较大差距;以解毒降浊、益气活血方药治疗老年脑缺血再灌注损伤的实验研究资料报道较少,特别以解毒降浊、益气活血方药对脑缺血再灌注血管基底膜成分改变及其相关降解酶类系统表达变化影响的研究国内尚未见报道。本课题以老龄大鼠脑缺血/再灌注微血管细胞外基质的损伤与气虚血瘀,浊毒损络为研究的切入点,从脑微血管结构、基底膜IV型胶原和层连蛋白等变化揭示老龄大鼠脑缺血/再灌注损伤的特点;从脑微血管基底膜MMPs、TIMP与PA、PAI 的变化揭示老龄大鼠脑缺血/再灌注微血管基底膜损伤机制。从脑微血管结构、基底膜IV型胶原和层连蛋白等变化证实脑脉通对老龄大鼠脑缺血/再灌注损伤具有保护作用;从脑微血管基底膜MMPs、TIMP与PA、PAI的变化揭示脑脉通对老龄大鼠脑缺血/再灌注微血管损伤的保护机制。1 老龄大鼠脑缺血/再灌注损伤变化及脑脉通的保护作用 采用大脑中动脉阻塞(MCAO)线栓法复制大鼠局灶性脑缺血3h、再灌注6h、12h、24h、3d、6d 动物模型。将青年和老龄大鼠分为青年假手术组、青年模型组(根据缺血及再灌注时间不同分为缺血3h、再灌注6h、12h、24h、3d、6d组)、老龄假手术组、老龄模型组(分组时间点同青年模型组)、脑脉通中剂量组(分组时间点同上,0.90g·kg-1·d-1)、尼莫地平组(分组时间点同上,6.00mg·kg-1·d-1)、脑脉通大剂量组(观察再灌注 24h、3d 两个时间点,1.80g·kg-1·d-1)、脑脉通小剂量组(分组时间点同脑脉通大剂量组,0.45g·kg-1·d-1)。应用整体观察包括神经功能评分、脑组织含水量、梗死面积等及一般形态学方法包括HE染色、透射电镜等技术对比研究老龄与青年大鼠脑缺血/再灌注后不同时间点整体和形态学变化特征的异同及脑脉通对其影响。 结果:①神经症状积分变化 青年大鼠模型组间比较:I/R 12h～I/R 6d组高于I 3h、I/R 6h 组;I/R 24h 组高于I/R 12h 组。老龄大鼠模型组间比较:I/R 12h～I/R 6d 组高于I3h;I/R 24h、I/R 3d 组高于I/R 6h 组;I/R 24h 组高于I/R 12h、I/R 6d 组;I/R 3d 组高于I/R 6d组。与青年大鼠模型组相同时间点比较:老龄大鼠模型组I/R 24h、I/R 3d增高。与老龄大鼠模型组相同时间点比较:脑脉通大、中剂量组I/R 24 h 和脑脉通中剂量 I/R 3d组下降。②脑组织含水量变化 青年大鼠组间比较:I/R 12h～I/R 6d组高于青年假手术组;<WP=6>2 脑脉通对老龄大鼠脑缺血/再灌注微血管基底膜损伤的保护作用I/R 12h～I/R 3d 组高于I 3h 组;I/R 24h、I/R 3d 组高于I/R 6h 组;I/R 24h 组高于I/R 12h、I/R 6d 组。老龄大鼠组间比较:I/R 12h～I/R 6d 组高于老龄假手术组、I 3h 组;I/R 24h、I/R 3d 组高于I/R 6h 组;I/R 24h 组高于I/R 12h 组。与老龄大鼠模型组相同时间点比较:脑脉通中剂量组I/R24h降低;脑脉通大、中剂量组I/R3d降低。③脑组织梗死面积变化 青年大鼠模型组间比较:I/R12h～I/R 6d 组高于 I 3h、I/R 6h 组;I/R 24h～I/R 6d 组高于I/R 12h 组;I/R 3d、I/R 6d 组高于I/R 24h 组。老龄大鼠模型组间比较:I/R 6h～I/R 6d组高于I 3h组;I/R 12h～I/R 6d组高于I/R 6h组;I/R 24h～I/R 6d组高于I/R 12h组;I/R 3d、I/R 6d 组高于I/R 24h 组。与青年大鼠模型组相同时间点比较:老龄大鼠模型组I/R6h～I/R 6d 增高。与老龄大鼠模型组相同时间点比较:脑脉通中剂量组 I/R 6h～I/R 6d 减小,脑脉通小剂量组I/R 24h、I/R 3d减小。与尼莫地平组相同时间点比较:脑脉通中剂量组I/R 12h、I/R 6d减小。④组织病理损伤 光镜下青年模型组可见到血管壁肿胀、壁结构模糊,管周水肿、炎性细胞浸润。管内有大量的红细胞淤集。与青年模型组比较,老龄模型组管周有炎性细胞浸润、管腔受压、甚或形成“血管套,管周有红细胞渗出物。脑脉通中剂量组(I/R24h)可见管壁水肿、组织结构欠清,管周水肿明显、管周有炎性细胞浸润、管腔受压变形。电镜下青年模型组可见管周围轻度、中度及高度水肿。血管壁厚薄不均。与青年模型组比较,老年模型组可见红细胞(出血灶)。基底膜厚薄不匀,可部分增厚,或折迭、扭曲,或分层、模糊,或溶解、断裂、缺损。脑脉通中剂量组(I/R 24h)可见血管周围水肿,基底膜局部水肿。 结论:?
羡晓辉[9]2017年在《舒巴坦通过p38 MAPK通路介导GLT-1上调参与诱导大鼠脑缺血耐受》文中研究表明缺血性脑疾病以其致死率高、致残率高的特点严重威胁着人类健康。随着当前中国社会老龄化程度日益加重,以及社会生活、工作节奏的日益加快,缺血性脑疾病在临床呈现多发势态,且呈现越来越年轻化的趋势。此外,一些可以预知的临床缺血性改变,如神经外科手术、心脏外科手术、合并心脑血管疾病患者的大手术时血流的停滞带来的心、脑缺血性损伤也是亟待解决的问题。在疾病发生前后,充分调动机体内源性保护机制,使神经细胞在遭受缺血打击时减轻损伤,是此类疾病的预防和治疗过程中的关键因素之一。谷氨酸是中枢神经系统内重要的兴奋性神经递质,与生理情况下大脑功能的维持密切相关。然而,在缺血性脑疾病发生时,缺血、缺氧状态的出现造成谷氨酸大量释放到突触间隙内,同时脑内的谷氨酸转运异常,使神经细胞外的谷氨酸浓度明显升高。微透析实验显示,在脑缺血发生时,脑组织细胞外的谷氨酸浓度可以由正常的1-5μM升高到16-30μM。过量的谷氨酸引起神经细胞的过度兴奋是导致神经元损伤的重要机制。因此,改善脑内谷氨酸转运过程,以维持突触间隙内谷氨酸浓度的正常是脑缺血性疾病时保护神经细胞的重要手段。突触间隙内谷氨酸浓度的稳定主要依赖高亲和性兴奋性氨基酸转运体(excitatory amino acid transporters,EAATs)系统维持。至今已发现了5种高亲和性谷氨酸转运体,即EAAT 1-5,其中EAAT2主要分布在星形胶质细胞的细胞膜上,又被称为胶质细胞谷氨酸转运体-1(glial glutamate transporter-1,GLT-1)。GLT-1在谷氨酸稳态维持中发挥着重要作用,突触间隙中超过90%的谷氨酸依靠GLT-1的转运而清除。在脑内谷氨酸浓度升高时,通过GLT-1的跨膜转运能高效的清除突触间隙内的谷氨酸,使其维持正常的浓度,防止谷氨酸浓度过度增高引起神经细胞的过度兴奋而造成损伤。因此,GLT-1在缺血性脑损伤的发生以及脑缺血耐受的诱导过程中发挥着重要的作用。研究显示,全脑缺血造成大鼠海马CA1区GLT-1的m RNA和蛋白合成均降低,同时海马CA1区神经元发生迟发性死亡(delayed neuronal death,DND)。我室既往研究显示,通过脑缺血预处理可以增加大鼠海马CA1区GLT-1的表达,同时神经细胞对缺血的耐受性增强;而应用反义寡核苷酸技术阻断GLT-1的表达或应用特异性抑制剂阻断GLT-1的功能后,脑缺血预处理介导的神经保护作用也被阻断。综上,对GLT-1蛋白表达和功能进行调制,有可能成为缺血性脑疾病的预防和治疗的一个新靶点。既往研究表明,β-内酰胺类抗生素可以促进脑内GLT-1蛋白表达,增强星形胶质细胞对突触间隙内谷氨酸的清除能力,改善脑内谷氨酸循环过程,从而发挥神经保护作用。这一发现在神经细胞缺血耐受的研究中备受关注。研究发现,氨苄青霉素预处理可以上调GLT-1蛋白表达,抑制基质金属蛋白酶活性,从而对前脑缺血小鼠的海马神经元发挥保护作用。在大脑中动脉阻塞的局灶性缺血模型中,预先应用头孢曲松钠可以上调GLT-1表达,增强谷氨酰胺合成酶活性,使脑梗死体积明显缩小。大鼠大脑中动脉阻塞后应用头孢曲松钠,可以增强GLT-1的活性,同时使梗死区内神经营养因子增多,有效降低脑缺血造成的神经损伤。我室既往研究发现,应用头孢曲松钠预处理可以上调大鼠海马CA1区GLT-1的表达,增强胶质细胞对突触间隙内谷氨酸的摄取能力,使神经细胞在随后发生的致死性缺血打击中得以存活。这些发现在缺血性脑损伤类疾病的防治中具有积极的意义,但是鉴于头孢曲松钠为一线抗生素,抗菌作用强大,临床大量使用会带来诸如菌群失调、耐药菌株出现等多种不良后果。这些不良后果大大限制了头孢曲松钠应用于临床缺血性脑损伤的防治研究。因此,积极寻找副作用小的替代品,对上述研究成果的临床转化具有重要意义。舒巴坦(sulbactam)的化学结构中也具有β-内酰胺环,与头孢曲松钠相似,但是其抗菌作用远远弱于头孢曲松钠,临床上一般与β-内酰胺类抗生素联合用药,以增强其抗菌效应。我室在近期的研究中发现,对大鼠应用舒巴坦预处理可以通过调制海马CA1区GLT-1蛋白的表达,增强神经元的抗缺血耐受能力。鉴于舒巴坦的抗菌活性较弱,副作用较小,深入研究舒巴坦上调GLT-1的表达和功能、进而发挥神经元保护作用的机制,可为舒巴坦在抗缺血性脑损伤方面的应用和研究提供理论和实验依据,具有重要的意义。丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,广泛分布于机体各种细胞内。MAPKs信号转导通路主要包括ERK(extracellular signal-Regulated kinase,ERK)、JNK(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、p38 MAPK和BMK(big MAPKinase,BMK),是细胞内的重要信号转导机制,通过调节目的蛋白合成,参与细胞增殖、转化、分化及凋亡等过程。p38 MAPK属于应激性蛋白激酶,其在缺血性疾病的发病过程中发挥重要作用。在大鼠大脑中动脉栓塞局灶性脑缺血模型的研究中,通过缺氧预处理可以使梗死区周围p38 MAPK的表达增加,同时这一区域的神经细胞对缺血性打击的耐受性增强,这种保护作用随着p38 MAPK的表达被抑制而减弱。我室系列研究发现,脑缺血预处理可以适度上调p38 MAPK的表达,进而增加GLT-1的表达而诱导脑缺血耐受,应用p38 MAPK通路的特异性抑制剂或AS-ODNs阻断p38MAPK通路的活动,脑缺血预处理诱导的脑缺血耐受效应也被阻断。据此,我们设想,p38 MAPK信号通路可能参与介导舒巴坦诱导的GLT-1上调和神经细胞保护作用。为证实此设想,本研究应用大鼠全脑缺血模型,观察舒巴坦对海马CA1区p38 MAPK磷酸化蛋白(p-p38 MAPK)和GLT-1表达的影响,同时应用p38 MAPK通路特异性抑制剂SB203580,观察其对舒巴坦诱导的GLT-1表达上调和脑缺血耐受的影响,探讨p38MAPK在舒巴坦诱导的GLT-1上调和脑缺耐受中的作用,为缺血性脑疾病的防治提供理论基础。第一部分舒巴坦对大鼠海马CA1区p-p38 MAPK和GLT-1表达的影响目的:观察给正常大鼠或四血管闭塞全脑缺血大鼠侧脑室注射舒巴坦后,海马CA1区p-p38 MAPK和GLT-1蛋白的表达,对比p-p38 MAPK和GLT-1蛋白表达的时间关系,为确定舒巴坦通过p38 MAPK通路上调大鼠海马CA1区GLT-1的表达提供依据。方法:健康雄性Wistar大鼠60只,侧脑室埋置给药套管后随机分为以下几组:1溶剂对照(NS+sham)组(n=5)首先给大鼠侧脑室一次性注射舒巴坦溶剂生理盐水(normal saline,NS)10μl,之后即刻进行全脑缺血的sham手术。2舒巴坦+sham组(n=5)首先给大鼠侧脑室一次性注射舒巴坦溶液(360 nmol,10μl),之后即刻进行全脑缺血的sham手术。3全脑缺血(NS+全脑缺血)组(n=5)首先给大鼠侧脑室注射舒巴坦的溶剂NS 10μl,之后即刻进行8 min的全脑缺血手术。4舒巴坦+全脑缺血组(n=5)首先给大鼠侧脑室注射舒巴坦溶液(360 nmol,10μl),之后即刻进行8 min的全脑缺血手术。各组大鼠分别于侧脑室注射后6 h、12 h和48 h取材,应用免疫组织化学和western blot方法,观察海马CA1区p-p38 M APK和GLT-1蛋白的表达情况,对比p-p38 MAPK和GLT-1蛋白表达的时间关系。结果:免疫组化结果显示,溶剂对照(NS+sham)组大鼠海马CA1区有一定量的p-p38 MAPK和GLT-1的基础表达,呈现浅棕黄色颗粒,各时间点相比较,p-p38 MAPK、GLT-1蛋白免疫阳性染色未见明显的改变。侧脑室给予舒巴坦(舒巴坦+sham组)后,p-p38 MAPK、GLT-1蛋白的免疫阳性着色均有不同程度的上调,p-p38 MAPK阳性颗粒主要位于细胞核内,GLT-1阳性染色紧紧包绕着神经元,呈现典型的“网格”状图像;p-p38MAPK和GLT-1两者表达上调的时间不同,与溶剂对照(NS+sham)组比较,给予舒巴坦6 h后大鼠海马CA1区p-p38 MAPK的阳性染色明显增强,达到高峰,12 h开始回落,48 h已接近溶剂对照组水平(P<0.05);而GLT-1的表达高峰要迟于p-p38 MAPK,在给予舒巴坦后12 h GLT-1的阳性染色开始增强,48 h达到高峰(P<0.05)。全脑缺血(NS+ischemia组)引起大鼠海马CA1区p-p38 MAPK表达升高,表现为与溶剂对照(NS+sham)组相比较,免疫阳性染色明显增强,缺血后12 h达高峰(P<0.05),约为溶剂对照组的2倍,48 h逐渐回落;全脑缺血后各时间点GLT-1的表达未见明显改变。舒巴坦+全脑缺血组大鼠海马CA1区p-p38MAPK和GLT-1的表达均有不同程度的增加,与溶剂对照(NS+sham)组相比较,p-p38 MAPK的表达在给予舒巴坦后6 h达到高峰(P<0.05),12 h逐渐回落至sham水平;GLT-1的表达在给舒巴坦后12 h开始升高,48 h达高峰(P<0.05);此外,与全脑缺血(NS+ischemia)组相比较,给予舒巴坦后抑制了全脑缺血引起的海马CA1区p-p38 MAPK的过度表达,表现为表达的峰值低于全脑缺血组。Western blot检测结果与免疫组化呈现相似的趋势,无论是正常大鼠还是全脑缺血大鼠,给予舒巴坦后均引起p-p38 MAPK和GLT-1蛋白表达的上调(P<0.05),且均表现为GLT-1的表达上调的时间迟于p-p38 MAPK的表达上调,具体表达上调时间点与免疫组化结果相同。综上,无论正常大鼠还是全脑缺血大鼠,应用舒巴坦预处理后海马CA1区GLT-1、p-p38 MAPK的表达均有增高,但其表达的时间呈现明显的先后顺序,GLT-1的表达上调的时间迟于p-p38 MAPK的表达上调,提示舒巴坦可能通过p38 MAPK通路促进GLT-1的表达上调。第二部分抑制p38 MAPK信号通路对舒巴坦引起的大鼠海马CA1区GLT-1蛋白上调的影响目的:为进一步明确p38 MAPK信号通路在舒巴坦预处理上调GLT-1表达和神经细胞保护中的作用,应用p38 MAPK信号通路的特异性抑制剂SB203580抑制p38 MAPK的功能后,分别观察舒巴坦对sham及全脑缺血大鼠GLT-1表达的影响,从而证明舒巴坦是否通过p38 MAPK信号通路介导GLT-1表达上调参与诱导脑缺血耐受。方法:健康雄性Wistar大鼠35只,侧脑室埋置给药套管后随机分为以下几组,每组n=5:1溶剂对照(NS+sham)组(n=5):同第一部分;2舒巴坦(舒巴坦+sham)组(n=5):同第一部分;3 SB203580+舒巴坦组(n=5):首先给大鼠侧脑室注射SB203580(5nmol,10μl),30 min后按第一部分中“舒巴坦+sham组”方法,侧脑室内注射舒巴坦溶液及进行全脑缺血的sham手术;4 SB203580+sham组(n=5):首先给大鼠侧脑室注射SB203580溶液(5 nmol,10μl),随后即刻进行全脑缺血的sham手术。5全脑缺血组(NS+全脑缺血)组(n=5):同第一部分6舒巴坦+全脑缺血组(n=5):同第一部分;7 SB203580+舒巴坦+全脑缺血组(n=5):首先给大鼠侧脑室注射SB203580溶液(5 nmol,10μl),30 min后按第一部分“舒巴坦+全脑缺血组”的方法,进行侧脑室注射舒巴坦溶液及全脑缺血。各组大鼠分别于侧脑室注射舒巴坦溶液后48 h取材,应用免疫组化和western blot的方法,观察海马CA1区GLT-1蛋白表达的变化。结果:免疫组化结果显示,溶剂对照(NS+sham)组大鼠海马CA1区GLT-1有一定量的表达,侧脑室给予舒巴坦(舒巴坦+sham组)后48 h,大鼠海马CA1区GLT-1的阳性染色明显增强(P<0.05)。与舒巴坦(舒巴坦+sham)组比较,预先给予SB203580(SB203580+舒巴坦组)后海马CA1区GLT-1的阳性染色明显减弱(P<0.05)。与全脑缺血(NS+ischemia)组相比,预先给予舒巴坦(sulbactam+ischemia)可明显上调全脑缺血大鼠海马CA1区GLT-1的表达。与舒巴坦+全脑缺血组相比较,预先给予SB203580后大鼠海马CA1区GLT-1的阳性染色明显减弱(P<0.05)。与溶剂对照(NS+sham)组比较,单独应用SB203580后大鼠海马CA1区GLT-1蛋白阳性染色未见明显改变。Western blot检测结果与免疫组化结果显示相似的趋势,无论是正常大鼠还是全脑缺血大鼠,给予舒巴坦后均可引起海马CA1区GLT-1蛋白表达的上调(P<0.05),而应用SB203580后,均可使舒巴坦引起的海马CA1区GLT-1的表达上调明显减少(P<0.05)。上述结果表明,无论是正常大鼠还是脑缺血大鼠,应用SB203580抑制了p38 MAPK通路活性后,均显着抑制了舒巴坦介导的海马CA1区GLT-1表达的上调,提示p38 MAPK信号转导通路参与舒巴坦介导的GLT-1蛋白表达上调。第叁部分抑制p38 MAPK信号通路对舒巴坦抗大鼠脑缺血作用的影响目的:本研究中第一、二部分实验结果证实,p38 MAPK参与了舒巴坦介导的大鼠海马CA1区GLT-1的表达上调。在此基础上,本部分实验进一步观察应用p38 MAPK通路的特异性抑制剂(SB203580)抑制p38MAPK的功能后,对舒巴坦抗大鼠脑缺血作用的影响,进一步证明舒巴坦通过p38 MAPK信号转导通路介导GLT-1表达上调而发挥抗缺血性神经元损伤作用。方法:健康雄性Wistar大鼠25只,侧脑室预置给药套管后,随机分为以下五组,每组n=5:1 Sham组:首先侧脑室注射NS 10μl,2d后行全脑缺血的sham手术;2全脑缺血组:首先侧脑室注射NS 10μl,2d后行8min全脑缺血;3舒巴坦+全脑缺血组:首先给大鼠侧脑室注射舒巴坦溶液(360 nmol,10μl),2d后进行8 min全脑缺血。4 SB203580+舒巴坦+全脑缺血组:首先给大鼠侧脑室注射SB203580溶液(5 nmol,10μl),30分钟后给予舒巴坦(360 nmol,10μl)侧脑室注射,2d后行全脑缺血,方法同舒巴坦+脑缺血组;5 SB203580+sham组:首先给大鼠侧脑室注射SB203580(5 nmol,10μl),30min后按照sham组的方法,注射NS及行脑缺血sham手术。全脑缺血sham手术或全脑缺血再灌注后7 d断头处死动物,分离双侧海马,4%多聚甲醛固定,常规石蜡包埋切片,硫堇染色,通过分析比较大鼠海马CA1区神经元的组织学分级(histological grading,HG)和神经元密度(neuronal density,ND),确定不同条件下神经元迟发型死亡情况,评价舒巴坦的抗缺血性神经元损伤作用。结果:sham组大鼠海马CA1区神经元约为3-4层,整齐、致密排布,可见清晰、完整的细胞轮廓,胞内可见大量尼氏体着色,细胞核充实饱满,核仁清晰可见。HG为0-Ⅰ级,ND为198.6±7.89(cells/mm,下同)。给予8 min全脑缺血,引起了海马CA1区明显的神经元损伤,镜下可以看到大片锥体神经元破坏、死亡,细胞排列疏松、紊乱,散在大量细胞碎片,残存的细胞收缩,呈不规则状,核浓染,核仁消失;与sham组相比较,HG(Ⅱ-Ⅲ级)明显升高(p<0.01),ND(51.8±7.40)明显减低(p<0.01)。舒巴坦+缺血组仅有散在细胞死亡,大部分细胞可见清晰、完整的细胞轮廓,整齐排列,层次清晰;与全脑缺血组相比较,HG(Ⅰ-Ⅱ级)明显减低(p<0.05),ND明显升高(p<0.05),为188.6±12.76。这些结果表明,舒巴坦可发挥神经细胞保护作用,使神经细胞对缺血打击的耐受性增强。预先给予SB203580(SB203580+舒巴坦+缺血组)阻断了舒巴坦介导的这种神经保护作用,镜下可见海马CA1区分布着大量死亡的神经细胞碎片及不规则形状的残存细胞,细胞核深染,核仁消失;与舒巴坦+缺血组相比,HG明显增高(Ⅱ-Ⅲ级)(P<0.05),ND明显减低52.2±6.61(P<0.05)。单独应用SB203580(SB203580+sham组)未造成大鼠海马CA1区的神经元的明显改变,与sham组相比,其HG(0-Ⅰ)和ND(200.2±6.38)没有明显的改变(P>0.05)。上述结果提示,舒巴坦预处理在缺血再灌注过程中有效发挥神经细胞保护作用,p38 MAPK通路特异性抑制剂SB203580可以阻断舒巴坦介导的这种保护作用。结论:1舒巴坦预处理可以上调正常和全脑缺血大鼠海马CA1区p-p38MAPK和GLT-1蛋白的表达,且GLT-1的表达上调迟于p-p38 MAPK的表达上调。2应用SB203580抑制p38 MAPK信号通路阻断了舒巴坦引起的大鼠海马CA1区GLT-1蛋白上调。3应用SB203580抑制p38 MAPK信号通路阻断了舒巴坦诱导的海马锥体神经元的缺血耐受。4以上表明,舒巴坦预处理可通过p38 MAPK通路介导GLT-1表达上调参与诱导大鼠脑缺血耐受。
郭佳佳[10]2014年在《不同时机应用促红细胞生成素对感染所致新生大鼠脑损伤的保护作用》文中提出背景和目的围生期感染是导致早产及早产儿脑损伤的一个重要原因，脑白质损伤（White matter injury，WMI）是早产儿脑损伤中最常见、最严重的类型之一，严重影响早产儿的生命健康和生存质量。有研究表明，出生后感染是早产儿神经发育不良结局的重要危险因素之一。目前许多研究已应用细菌脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）建立了感染所导致的新生儿脑损伤动物模型，最常见的为宫内感染及生后感染所致新生儿脑损伤模型；现有报道中LPS常见应用途径包括腹腔注射、静脉注射或脑内注射等。目前关于早产儿脑损伤尚缺乏有效防治手段，其中促红细胞生成素（erythropoietin,EPO）作为中枢神经系统一个新的神经营养及保护因子，许多动物实验及临床试验已证实外源性EPO能够透过血脑屏障进入到脑组织，对新生儿脑损伤有保护作用，显示较好的应用前景。目前对EPO用于感染所致早产儿脑损伤保护作用的最佳方案（应用时机、剂量、给药间隔等）尚不明确，本实验采用腹腔注射LPS制备生后感染诱导的新生大鼠脑损伤模型，旨在探讨EPO对生后感染所致早产儿脑白质损伤保护作用的最佳应用时机及其相关机制，为临床应用EPO防治脑损伤提供理论依据。材料与方法将130只P2新生SD大鼠，随机分为对照组（A组）50只、LPS感染组（B组）50只、早期EPO干预组（C组）20只、晚期EPO干预组（D组）10只。A、B、C组新生大鼠连续5天（P2-P6）分别腹腔注射相应药物：等容积的生理盐水+等容积的EPO空白对照品、0.6mg/kg LPS+等容积的EPO空白对照品、0.6mg/kg LPS+5000IU/kg EPO；D组新生大鼠连续5天（P2-P6）腹腔注射0.6mg/kg LPS，最后一次注射后24h开始连续腹腔注射5天（即P7-P11）5000IU/kg EPO。A、B两组分别于P2（腹腔注射第一次药物后6h）、P7、P12，各随机抽取10只新生大鼠取脑以矢状缝为标志分为左右半脑，右侧脑-80℃冷存，用于ELISA方法检测脑组织EPOR蛋白水平；左侧脑组织存于液氮中用于RT-PCR方法检测EPOR mRNA水平；A、B、C叁组于P7随机选取10只新生大鼠灌注取脑，余10只续养，四组均于D组最后一次用药后24h（P12）灌注取脑，应用免疫组织化学方法检测脑组织MBP、GFAP、EPOR表达，采用HE染色观察各组大鼠脑组织病理改变。结果1.不同组别新生大鼠脑组织病理改变对照组新生大鼠脑组织海马锥体细胞排列整齐、层次清晰；LPS感染组细胞界限不清、层次紊乱，细胞数目减少；EPO干预组较LPS感染组细胞层次清晰，早期干预组效果更明显。对照组侧脑室无扩张，脑室周围白质结构清楚，灰白质界限明显，周围神经元排列整齐；LPS感染组脑室周围白质有囊性软化区域形成，且有脑室扩张情况；EPO干预组均未见明显软化灶，脑室扩张情况较LPS感染组减轻，早期EPO干预组较晚期干预组更明显。2.各组新生大鼠脑组织MBP的表达LPS感染组较对照组MBP表达明显减少，差异有统计学意义（P<0.05）；早期EPO干预组与晚期EPO干预组MBP表达较LPS感染组表达增多，差异均有统计学意义（P<0.05）；早期EPO干预组较晚期EPO干预组MBP表达增多，差异有统计学意义（P<0.05）。3.各组新生大鼠脑组织GFAP的表达7日龄LPS感染组较对照组GFAP表达明显增多，差异有统计学意义（P<0.05）；EPO干预组GFAP表达与LPS感染组差异无统计学意义（P>0.05）。12日龄LPS感染组较对照组GFAP表达明显增多，差异有统计学意义（P<0.05）；早期EPO干预组与晚期EPO干预组GFAP表达较感染组表达减少，差异有统计学意义（P<0.05）；早期EPO干预组较晚期EPO干预组GFAP表达减少，但差异无统计学意义（P>0.05）。4.LPS对新生大鼠脑组织EPOR及EPOR mRNA表达的影响免疫组化显示：P7时感染组EPOR表达较对照组明显增多，两组平均积分光密度值（IOD值）差异有统计学意义（P<0.05）；P12时感染组较对照组表达仍增多，两组差异无统计学意义（P>0.05）。ELISA方法测定EPOR蛋白水平表达及RT-PCR检测EPOR mRNA表达发现：（1）感染组较对照组EPOR与EPORmRNA表达增加，其中P2与P7时，感染组与对照组差异有统计学意义（P<0.05），P12时两组差异无统计学意义（P>0.05）。（2）随日龄增加EPOR与EPOR mRNA表达呈下降趋势，感染组与对照组均为P2时表达高于P7、P12，差异有统计学意义（P<0.05），P7时表达高于P12，差异无统计学意义（P>0.05）。结论1. EPO可减轻生后感染所致新生大鼠脑损伤的病理改变、促进脑白质髓鞘发育及减轻星形胶质细胞的过度增生，有一定的脑保护作用，早期应用优于晚期应用。2.感染可使新生大鼠脑组织EPOR表达上调；EPOR表达随日龄增加呈下降趋势。
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[10]. 不同时机应用促红细胞生成素对感染所致新生大鼠脑损伤的保护作用[D]. 郭佳佳. 郑州大学. 2014
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