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富氢水对创伤性脑损伤后大鼠脑内水通道蛋白4表达的影响

Effects of hydrogen-rich water on expression of aquaporin 4 in brain tissue of rats after traumatic brain injury

摘要:

目的 观察富氢水对大鼠急性创伤性颅脑损伤(TBI)后脑组织含水量及水通道蛋白4(AQP4)表达的影响并探讨其作用机制.方法 将90只成年雄性SD大鼠按随机数字表法分为假手术组(Sham组)、TBI模型组(TBI组)和富氢水干预组(HRW组),每组30只.采用颅脑撞击法复制TBI模型,Sham组只开颅窗、骨蜡封闭缝合,不撞击.制模成功后,HRW组经腹腔注射富氢水5 mL/kg,Sham组和TBI组给予等量生理盐水,均每日1次,共5 d.于术后6、12、24、48 h和5 d测定各组大鼠神经损伤严重缺损评分(NSS)、脑组织含水量;并检测各组大鼠大脑皮质AQP4 mRNA、AQP4阳性表达、AQP4蛋白表达以及蛋白激酶C(PKC)活性.结果 ① Sham组各时间点NSS评分均为0分;TBI组各时间点NSS评分及脑组织含水量均呈先升高后降低的趋势,术后24 h达峰值后逐渐降低;富氢水干预可明显降低NSS评分及脑组织含水量,术后24 h与模型组比较降低最显著〔NSS评分(分):5.50±1.87比10.50±2.42,脑组织含水量:(78.78±0.65)%比(79.98±0.61)%,均P<0.05〕.② Sham组各时间点AQP4 mRNA表达均为1 ;TBI组和HRW组各时间点AQP4 mRNA表达与Sham组比较均呈先降低后升高的趋势,术后24 h达谷值(2-ΔΔCt:0.33±0.06、0.36±0.12比1,均P>0.05).③ 免疫组化显示,Sham组各时间点脑组织AQP4主要表达于星形胶质细胞;TBI组各时间点损伤区域星形胶质细胞AQP4阳性表达均减少,以24 h时最为显著;HRW组各时间点AQP4阳性表达较TBI组显著增高,术后12 h起两组出现统计学差异〔吸光度(A)值:0.206±0.010比0.170±0.014,P<0.05〕.④ 与Sham组比较, TBI组各时间点AQP4蛋白表达均显著降低,并于术后24 h达最低值(灰度值:0.282±0.100比1.281±0.115);HRW组各时间点AQP4蛋白表达均较TBI组显著增高,术后12 h起两组出现统计学差异(灰度值:0.681±0.096比0.420±0.090,P<0.05).⑤ 与Sham组比较,TBI组各时间点PKC活性显著降低;使用富氢水干预后PKC活性显著升高,并于术后24 h达最高值(A值:2.67±0.52比1.51±0.42,P<0.05).⑥ 相关性分析:脑组织PKC活性与脑组织含水量呈显著负相关(r2=0.209,P<0.001);与AQP4蛋白表达量呈显著正相关(r2=0.406, P<0.001).结论 HRW可改善TBI大鼠脑组织水肿,其机制可能与上调脑组织AQP4蛋白表达和增加PKC活性有关.

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