SDF-1α在顱腦創(chuàng)傷后促進血管新生的作用.pdf

1、背景：
　　顱腦創(chuàng)傷(Traumatic brain injury，TBI)是已成為全世界的一個公共衛(wèi)生問題。全世界每年有大約1000萬患者因顱腦創(chuàng)傷住院或死亡，大約有5700萬人因1次或更多次的顱腦創(chuàng)傷住過院[1]。雖然對顱腦創(chuàng)傷后的病理生理機制的研究有了很大的進展，對顱腦創(chuàng)傷后治療的動物學(xué)實驗也取得了可喜的成果，但目前仍缺乏臨床上有效地治療顱腦創(chuàng)傷的策略。以往的研究較多的關(guān)注顱腦創(chuàng)傷后的神經(jīng)再生，對創(chuàng)傷后血管新生的關(guān)注較少。但

2、顱腦創(chuàng)傷后的血管新生與神經(jīng)新生二者相輔相成，互相促進和制約。血管和神經(jīng)作為一個整體-“血管神經(jīng)單元”越來越受到神經(jīng)科學(xué)研究人員的關(guān)注，促進創(chuàng)傷后組織血管的新生成為顱腦創(chuàng)傷治療的一個新的方向。
　　目的：
　　研究顱腦創(chuàng)傷后外源性給予重組人基質(zhì)細胞衍生因子-1α(rhSDF-1α)對創(chuàng)傷腦組織局部CD34、CXCR4基因和蛋白質(zhì)表達以及血管新生的影響。
　　研究顱腦創(chuàng)傷后通過給予SDF-1α中和性抗體拮抗SDF-1/CX

3、CR4軸對創(chuàng)傷腦組織局部CD34、CXCR4基因和蛋白質(zhì)表達以及血管新生的影響。
　　通過對rhSDF-1α和SDF-1α中和性抗體干預(yù)后大鼠神經(jīng)功能恢復(fù)的評估研究血管新生和神經(jīng)功能恢復(fù)之間的相關(guān)性。
　　方法：
　　健康青年Wistar大鼠用液壓打擊儀成功制備顱腦創(chuàng)傷大鼠模型后，將顱腦創(chuàng)傷大鼠隨機分為rhSDF-1α干預(yù)組、SDF-1α中和抗體干預(yù)組、生理鹽水對照組。創(chuàng)傷后30分鐘，rhSDF-1α干預(yù)組大鼠接受立體

4、定向腦組織局部注射rhSDF-1α4μg/4μl，SDF-1α中和抗體干預(yù)組大鼠接受立體定向腦組織局部注射SDF-1α中和性抗體4μg/4μl，對照組大鼠接受立體定向腦組織局部注射生理鹽水4μl。
　　分別在創(chuàng)傷前、創(chuàng)傷后1、3、7、14、21天用改良神經(jīng)功能評分(mNSS)對大鼠進行神經(jīng)功能評分，創(chuàng)傷后14天開始用Morris水迷宮對大鼠進行空間學(xué)習(xí)記憶能力進行評估。
　　取3個干預(yù)組動物創(chuàng)傷后14天的腦組織用組織學(xué)染色方

5、法評估創(chuàng)傷腦組織CD34+的微血管密度和CD34/CXCR4雙陽性的微血管的數(shù)量以了解SDF-1/CXCR4軸在血管新生過程中的作用，用qRT-PCR和Western-blot檢測創(chuàng)傷腦組織局部的CD34和CXCR4 mRNA和蛋白質(zhì)的表達以進一步明確SDF-1/CXCR4軸在血管新生過程中的作用并分析大鼠神經(jīng)功能改善與創(chuàng)傷腦組織血管新生的相關(guān)性。
　　結(jié)果：
　　流式細胞儀分析結(jié)果顯示不同干預(yù)對大鼠腦創(chuàng)傷后外周血CD34+

6、干祖細胞數(shù)量無明顯影響。
　　組織學(xué)染色發(fā)現(xiàn)rhSDF-1α干預(yù)組大鼠損傷腦組織局部的微血管密度(MVD)和CD34/CXCR4雙陽性微血管的數(shù)目較生理鹽水對照組顯著增加，結(jié)果有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。與之相反，SDF-1α中和抗體干預(yù)組大鼠損傷腦組織局部MVD和CD34/CXCR4雙陽性微血管的數(shù)目較生理鹽水對照組減少(P<0.05)。
　　qRT-PCR和Western blot結(jié)果顯示rhSDF-1α僅干預(yù)大鼠損傷

7、腦組織局部CD34和CXCR4 mRNA和蛋白質(zhì)的表達較生理鹽水對照組增加，而SDF-1α中和抗體干預(yù)大鼠腦組織局部CD34和CXCR4 mRNA和蛋白質(zhì)的表達較生理鹽水對照組顯著降低(P<0.05)。
　　mNSS評分顯示傷前大鼠的mNSS均較低，3組動物的評分無統(tǒng)計學(xué)差異。損傷后1天，3組動物的mNSS均較高，說明液壓打擊導(dǎo)致了大鼠神經(jīng)功能障礙，在后續(xù)的實驗時間內(nèi)，3組大鼠的mNSS評分均呈逐漸降低趨勢，提示大鼠腦創(chuàng)傷后有一個

8、神經(jīng)功能恢復(fù)過程。在治療后的14天和21天，rhSDF-1α干預(yù)組的大鼠的神經(jīng)功能恢復(fù)明顯優(yōu)于SDF-1α中和性抗體處理組(P<0.01)和生理鹽水對照組(P<0.05)。SDF-1α僅中和性抗體治療組大鼠的mNSS在液壓打擊后的1-14天與生理鹽水干預(yù)組相比無明顯差異(P>0.05)，但是在打擊后21天，其mNSS評分高于生理鹽水對照組(P<0.05)。Spearman秩相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)TBI后14天微血管密度的增加與mNSS呈負相關(guān)。<

9、br>　　Morris水迷宮試驗顯示在試驗的開始階段，三組大鼠的潛伏期均較長，但是在后續(xù)的空間記憶能力試驗中，潛伏期較前明顯變短(P<0.001)。這提示通過試驗建立了大鼠的空間記憶。SDF-1α中和抗體干預(yù)組動物的潛伏期長于生理鹽水對照組大鼠，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。rhSDF-1α干預(yù)組大鼠的潛伏期短于生理鹽水對照組大鼠，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。探索試驗結(jié)果顯示rhSDF-1α干預(yù)組大鼠在目標象限的游泳時間明

10、顯大于生理鹽水對照組大鼠，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。SDF-1α中和抗體干預(yù)組動物在目標象限的游泳時間與生理鹽水對照組相比明顯減少(P<0.05)。通過對三組動物游泳速度的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，三組動物的游泳速度并無明顯統(tǒng)計學(xué)差異，提示空間學(xué)習(xí)記憶能力障礙與動物的肢體功能障礙無關(guān)。
　　結(jié)論：
　　顱腦創(chuàng)傷后腦組織局部給予rhSDF-1α可以通過SDF-1/CXCR4軸促進CD34+細胞向損傷部位的遷移，提高局部CD34、