七氟醚与大鼠缺血性脑水肿脑组织内水通道蛋白4表达的影响

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[摘要] 目的 探讨七氟醚对大鼠缺血性脑水肿脑组织中水通道蛋白4（AQP4）表达的影响。 方法 选择健康SD大鼠90只，随机分为三组：假手术组、大脑中动脉栓塞（MACO）组、七氟醚预处理组，每组各30只；各组分别按术后6、24、48 h 3个时间点分为3个亚组，每个亚组各10只。分别在术后6、24、48 h检测脑组织含水量，采用RT-PCR检测脑组织中AQP4 mRNA基因表达。 结果 ①MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的AQP4 mRNA光密度积分均高于假手术组，差异有统计学意义（P < 0.05）；七氟醚预处理组术后6、24、48 h的AQP4 mRNA光密度积分[（1.2743±0.0460）、（1.3454±0.0450）、（1.4443±0.0740）分]均高于MACO组[（1.4385±0.0540）、（1.5370±0.0580）、（1.6489±0.0940）分]，差异有统计学意义（P < 0.05）。②MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量均高于假手术组，差异有统计学意义（P < 0.05）；七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量[（75.8±6.8）%、（77.6±8.9）%、（76.3±6.4）%]均低于MACO组[（78.4±6.5）%、（80.1±7.6）%、（83.4±7.2）%]，差异均有统计学意义（P < 0.05）。 结论 脑水肿形成与AQP4的表达有密切关系，七氟醚对脑组织内AQP4的基因表达有抑制作用，进而抑制脑水肿的发展。

[关键词] 水通道蛋白4；七氟醚；缺血性脑水肿

[中图分类号] R332 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）06（c）-0027-03

缺血性脑血管病具有高发病率、高病死率和高致残率，脑水肿是在脑缺血后的影响临床预后和导致病情恶化的主要原因。水通道蛋白（aquaporins，AQPs）是水分子跨膜转运的主要分子，在脑组织中水通道蛋白-4（aquaporin-4，AQP4）分布范围广泛，对水的通透作用具有高选择性[1-2]。在脑组织维持电解质平衡起重要作用，影响着脑水肿的形成及消退。七氟醚是卤代烃基醚类挥发性吸入物，具有麻醉诱导起效快、苏醒时间短、呼吸道刺激性小等特点，同时也可以保留中枢自主调节功能，促进脑血流增加，常用于神经外科手术疾病[3]。本组研究七氟醚预处理后对大鼠缺血性脑水肿脑组织内AQP4 mRNA表达的影响，分析大鼠缺血性脑水肿早期脑水含量和AQP4 mRNA表达的变化规律，现报道如下：

1 材料与方法

1.1 实验动物及处理

采用健康清洁级SD成年大鼠90只，体重190～220 g，由实验动物中心提供，雌雄不限，动物房饲养环境，自由饮食，室温20～22℃，每日光照12 h/黑暗12 h。随机分为三组：假手术组、大脑中动脉栓塞（MACO）组、七氟醚预处理组，每组各30只。各组分别按术后6、24、48 h 3个时间点分为3个亚组，每个亚组各10只。MCAO模型制备参照文献[2]，将脱脂棉塞入小烧杯，在棉花上滴加数滴乙醚，把小烧杯放入麻醉缸内，然后将大鼠放入麻醉缸，迅速盖好盖子，大鼠吸入挥发出的乙醚进入麻醉状态，取颈部正中切口，分离右侧颈总、颈外动脉，并结扎；在颈外动脉上做一切口，插入鱼线栓塞血管，从颈外动脉到达大脑中动脉起始部，固定线栓并缝合切口。栓塞60 min后，再将大鼠麻醉并拔出线栓[4-5]。术后待大鼠完全清醒后放回笼中喂养。假手术组除不插鱼线外，其余操作与MACO组、七氟醚预处理组相同。

1.2 试剂与仪器

AQP4兔抗大鼠多克隆抗体（Santa Cruze）、七氟醚（Baxte公司）、DNA MaKer（TaKaRa公司）、M-MLV逆转录酶（美国Promega公司产品）、耐热性Taq DNA聚合酶（大连宝生物工程公司）、RT-PCR试剂盒（TaKaRa公司）、琼脂糖（华美生物制品有限公司）。-80℃超低温冰箱（MDF-U32V，SANYO，日本），低温超速离心机（GR-15s，BeCkman，美国），PCR扩增系统（Biometra，德国），凝胶成像分析系统（Box Syngene，美国），紫外分光光度仪（JENWAY-Genova，德国）。

1.3 七氟醚预处理

在给予大鼠连续4 d，30 min/d的1.2%七氟醚吸入治疗后，进行MCAO手术。在给予七氟醚治疗期间，将大鼠放入密闭呼吸箱内，输入含七氟醚的空气，采用Datex Engstrom监护仪控制输出的七氟醚浓度为1.2%，维持室温24～26℃，待大鼠完全清醒后放回笼中喂养。

1.4 脑组织含水量的测定

大鼠麻醉后，断头取脑，对缺血组织前半部分脑组织称取湿重，接着在95～100℃的烘箱中烘24 h以上，待重量不变，称取干重，根据下列公式计算脑组织含水量百分比：脑组织含水量=（湿重-干重）÷湿重×100%，用以判断脑水肿的程度。

1.5 大脑皮层脑组织AQP4mRNA的测定

2.2 各组大鼠脑组织含水量比较

与假手术组比较，MACO组与七氟醚预处理组均从术后6 h开始出现脑水肿，脑组织含水量增加，术后48 h时水肿程度达到最大。MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量均高于假手术组，差异有统计学意义（P < 0.05）；七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量均低于MACO组，差异均有统计学意义（P < 0.05）。见表2。

3 讨论

缺血性脑血管病具有高发病率、高病死率和高致残率，脑缺血后脑水肿是导致病情恶化的主要原因。脑水肿指在脑实质内异常的液体积聚，促使脑组织或脑细胞体积增大[5]，包括细胞毒性脑水肿和血管源性脑水肿两种。血管源性脑水肿是由于神经元和神经胶质细胞受到损坏，缺血区的渗透加重脑水肿。缺血性脑水肿指混合性水肿，是指脑组织受到细胞毒性物质的作用，促使脑组织细胞的细胞膜结构损伤，增加水通透性，转运功能出现障碍，导致在脑组织细胞内聚集大量水分而形成脑水肿[6-7]。

AQPs是水分子跨膜转运的主要基础，在脑组织水肿起重要作用，对维持电解质平衡影响着脑水肿的形成。目前研究显示有10多种水通道蛋白（AQP0～AQP12），其中AQP4在大脑中分布最广，含量最多，主要分布在脑实质内的胶质细胞、脑室室管膜上皮细胞、毛细血管内皮细胞、邻近软脑膜的胶质细胞以及脉络丛上皮细胞，研究显示随着脑缺血病变脑组织AQP4表达的增高，细胞对水的通透性增加。因此AQP4 mRNA的表达与脑水肿的程度密切相关[8-9]。

本研究通过七氟醚事先干预后，观察了对脑水肿组织AQP4表达的影响，研究结果显示，术后6～48 h内MACO组AQP4 mRNA的表达在术后6 h后开始升高，48 h后达到最大。MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的AQP4 mRNA光密度积分均高于假手术组，差异有统计学意义（P < 0.05）；七氟醚预处理组术后6、24、48 h的AQP4 mRNA光密度积分[（1.2743±0.0460）、（1.3454±0.0450）、（1.4443±0.0740）分]均高于MACO组[（1.4385±0.0540）、（1.5370±0.0580）、（1.6489±0.0940）分]，差异有统计学意义（P < 0.05）。与假手术组比较，MACO组与七氟醚预处理组均从术后6 h开始出现脑水肿，脑组织含水量增加，术后48 h时水肿程度达到最大。MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量均高于假手术组，差异有统计学意义（P < 0.05）；七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量[（75.8±6.8）%、（77.6±8.9）%、（76.3±6.4）%]均低于MACO组[（78.4±6.5）%、（80.1±7.6）%、（83.4±7.2）%]，差异均有统计学意义（P < 0.05）。

七氟醚是全麻诱导和维持的吸入，七氟醚预处理可能与开放胞浆和线粒体ATP调节钾离子通道（KATP）、激活腺苷受体、抑制蛋白激酶C、选择性减少兴奋性神经递质，凋亡蛋白合成、释放兴奋性氨基酸以及稳定线粒体膜电位、抑制AQP4 mRNA表达，抑制水肿[10-12]。

综上所述，七氟醚可能抑制AQP4表达，减轻脑组织的水肿，但七氟醚对大鼠缺血性脑水肿脑组织内AQP4表达的影响的具体机制需要进行深一步的研究。

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（收稿日期：2013-02-19 本文编辑：李继翔）