腦挫裂傷后腦組織中AQP 4的表達變化及意義

沈禮芹，蔣金泉，郭建杰

(遵義醫(yī)學(xué)院第五附屬珠海醫(yī)院，廣東珠海519100)

水通道蛋白(AQP)在腦內(nèi)分布廣泛，近年來針對AQP在外傷性腦水腫中的作用的研究漸有報道。2009年10月～2010年12月，我們采用免疫組化法檢測20例顱腦損傷患者挫裂傷腦組織中AQP4表達變化，探討其與顱腦外傷后腦水腫的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 顱腦外傷患者20例中，男16例，女4例;年齡15～70歲，平均46.5歲。致傷原因:交通傷14例，墜落傷3例，打擊傷3例。均行頭顱CT檢查，均為腦挫裂傷，其中額葉挫裂傷9例，顳葉挫裂傷5例，廣泛挫裂傷6例;合并硬膜下血腫15例，腦內(nèi)血腫4例，腦腫脹5例。20例均行開顱手術(shù)清除血腫和挫裂傷區(qū)腦組織，取腦挫裂傷區(qū)組織標(biāo)本20例(觀察組)，其中3例因術(shù)中發(fā)生腦膨出，為充分減壓，行非功能區(qū)正常腦葉部份切除術(shù)，該3例標(biāo)本為正常對照(對照組)。20例分別于傷后2 h～5 d手術(shù)。

1.2 AQP4檢測方法 所有標(biāo)本采用免疫組化SP法染色，中性樹膠封固后顯微鏡觀察染片結(jié)果。采用HPIAS-1000彩色細胞分析系統(tǒng)進行圖像分析，每張切片選5個高倍鏡視野(×200)，測定每個視野的灰度值(灰度值越高，表達越低)，取其均值。

1.3 血腦屏障(BBB)指數(shù)的測算 術(shù)中經(jīng)側(cè)腦室穿刺或腰穿取腦脊液檢查，抽取靜脈血行血清白蛋白檢測。根據(jù)文獻［1］計算BBB指數(shù)。

1.4 腦水腫帶面積測定 根據(jù)患者的頭顱CT表現(xiàn)評估腦水腫程度。腦水腫最大層面中，水腫帶面積=(水腫帶外長徑×水腫帶外短徑)－(水腫帶內(nèi)長徑×水腫帶內(nèi)短徑)。

2 結(jié)果

2.1 兩組腦組織中AQP4表達變化 傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，觀察組中AQP4表達逐漸增高，其灰度值分別為 142.3 ±7.1、118.4 ±6.8、134.7 ±6.2，于傷后24～72 h達高峰，隨后下降(P均 ＜0.05)。對照組中AQP4 灰度值為164.5 ±4.8，較觀察組各時點均低(P均＜0.05)。

2.2 傷后各時點腦水腫帶面積和BBB指數(shù)變化顱腦損傷后挫裂區(qū)腦組織水腫呈逐漸加重，傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，水腫帶面積為(3.5 ±0.45)、(6.2 ±0.53)、(4.4 ±0.48)cm2，24 ～72 h 達高峰，之后有所下降(P均＜0.05)。傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，BBB 指數(shù)分別為 0.008 0 ±0.000 1、0.008 2 ±0.000 2、0.007 9 ±0.000 2(P 均 ＞0.05)。

2.3 腦組織中AQP4表達與腦水腫程度和BBB指數(shù)的關(guān)系 傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，AQP4表達與腦水腫程度均呈正相關(guān)(r分別為0.904、0.972、0.895，P 均 ＜0.05);傷后 2 ～24 h 時，AQP4表達與 BBB指數(shù)變化呈正相關(guān)(r=0.793，P＜0.05)，其余時點均無相關(guān)性(r 分別為 0.364、0.296，P 均 ＞0.05)。

3 討論

傳統(tǒng)觀念認為，顱腦損傷后腦水腫的發(fā)生與能量代謝、微循環(huán)障礙、氧自由基、鈣離子超載等有關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)，AQP在其中起著不可忽略的作用［2］。AQP在大腦、間腦、中腦、小腦、腦干均有分布［3］。AQP4蛋白主要在星形膠質(zhì)細胞室管膜細胞內(nèi)表達，尤其在與毛細血管和軟腦膜接觸的膠質(zhì)細胞上及血管周圍的星形膠質(zhì)細胞足突上表達豐富［4］，其通過對微小滲透壓變化產(chǎn)生迅速且敏感的細胞容量改變，而通過下丘腦合成和釋放精氨酸血管加壓素(AVP)調(diào)節(jié)水排泄［5］。對維持細胞外滲透壓有重要作用［6］。有學(xué)者認為［7］，發(fā)生腦水腫時，AQP4表達增加或減少是星形膠質(zhì)細胞適應(yīng)細胞外環(huán)境變化而做出的反應(yīng)，是一種內(nèi)源保護機制。對AQP4的表達的研究目前多局限于動物實驗，對于人挫裂傷腦組織是否表達及其與腦水腫關(guān)系的研究報道尚不多見。

筆者發(fā)現(xiàn)，人腦外傷后挫裂傷區(qū)腦組織AQP4表達明顯上調(diào)，并有一定的時間和空間變化規(guī)律，而挫裂傷遠隔部位正常腦組織AQP4表達較低(P＜0.05)，這與 Sun 等［8］的研究結(jié)果相符合。本研究結(jié)果表明，顱腦損傷患者傷后挫裂傷腦組織中AQP4表達隨腦水腫程度加重而上調(diào)，高峰在傷后24～72 h，二者呈正相關(guān)關(guān)系。說明AQP4可能在腦水腫發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。BBB指數(shù)越高，則BBB通透性越高。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人腦挫裂傷后腦組織中AQP4表達與BBB指數(shù)在傷后24 h內(nèi)變化呈正相關(guān)，24 h后則無明顯相關(guān)。說明腦損傷后BBB的破壞是早期腦水腫發(fā)生的主要原因，而后期則與繼發(fā)細胞毒性腦水腫有關(guān)。因此，對顱腦損傷患者調(diào)控AQP4在腦組織中的表達，可能為治療顱腦損傷后的繼發(fā)性腦損傷提供新的臨床策略，抑制AQP4的活性有可能能達到減輕腦水腫、保護神經(jīng)的目的。

雖然本研究取得了與多數(shù)動物實驗相似的結(jié)果，但仍然存在研究樣本量少，各病例間存在個體差異;不能對同一患者采集正常腦組織進行對比研究;不能對同一患者傷后不同時間腦組織中AQP4進行檢測及對比等。因此我們認為，對于AQP4在外傷性腦水腫中的作用，由于研究方法、手段以及觀察時間的不同，結(jié)論可能并不一致，尚需進一步深入研究。

［1］王擁軍.神經(jīng)病學(xué)實驗室診斷技術(shù)［M］.北京:科技文獻出版社，1998:395-398.

［2］Badaut J，Lasbennes F，Magistretti PJ，et al.Aquaporins in brain:distribution，physiology，and pathophysiology［J］.J Cereb Blood Flow Metab，2002，22(4):367-378.

［3］Venero JL，Vimete ML，Machado A，et al.Aquaporins in the central nervous system［J］.Prog Neurobiol，2001，63(3):321-336.

［4］Niselen S，Nagelhus EA，Amiry-Moshaddam M，et al.Speciailzed membrane domains for water transport in glial cells:high-resolution imlounogold cytochemistry of aquaproin-4 in rat brain［J］.J Neurosic，1997，17(7):171-180.

［5］Bienert GP，Moller AL，Kristiansen KA，et al.Specific aquaporins facilitate the diffusion of hydrogen peroride across membranes［J］.Biol Chem，2007，282(2):1183-1275.

［6］Seadoun S，Papadopoulos MC，Davies DC，et al.Aquaporin-4 expression is increased in oedematous human brain turnours［J］.Neurol Neurosurg Payehia，2002，72(2):262-265.

［7］Ke C，Poon WS，Ng HK，et al.Heterogeneous responses of aquaproin-4 in edema formation in a replicated severe traumatic brain injury model in rats［J］.Neurosci Lett，2001，301(1):21-24.

［8］Sun MC，Honey CR，Berk C，et al.Regulation of aquaporin-4 in a traumatic brain injury model in rats［J］.J Neurosurg，2003，98(3):565-569.