家兔燙傷早期腦水腫腦組織AQP4表達與MRI成像的研究

湖南省株洲市中心醫院燒傷整形科，湖南 株洲 412000

家兔燙傷早期腦水腫腦組織AQP4表達與MRI成像的研究

陳軍

湖南省株洲市中心醫院燒傷整形科，湖南 株洲 412000

目的通過探究家兔燙傷早期腦水腫腦組織水通道蛋白4(AQP4)與磁共振(MRI)成像的相關性，進一步研究AQP4與腦水腫的關系。方法選擇42只家兔，分成觀察組與空白對照組，觀察組制作燙傷模型，于燙傷后1h、2h、3h、4h、5h、6h進行MRI檢查和AQP4檢測。結果燙傷后觀察組4～6h 表觀彌散系數(ADC)明顯低于空白對照組，2～6h AQP4表達水平高于空白對照組，4h達高峰，且觀察組1～6h AQP4mRNA水平高于空白對照組，差異均具有統計學意義(P<0.05)。結論燙傷早期腦組織中AQP4的表達與ADC值呈負相關，AQP4與腦水腫的發生密切相關。

燙傷；腦水腫；AQP4；MRI；ADC

腦水腫時腦內水分增加、腦容積增大，可分為血管源性腦水腫和細胞毒性腦水腫[1]。嚴重燒傷患者，常死于各種嚴重并發癥，近年來各種臟器并發癥發生率不斷降低，腦水腫的發生率卻未見明顯下降，患者燒傷后各種癥狀往往會掩蓋腦水腫癥狀，且嚴重燒傷患者早期無客觀指標對腦水腫進行確切診斷，燒傷患者生前腦水腫診斷率只有25%左右。腦是人體中最重要的器官，腦水腫不及時診治，顱內壓增高，甚至形成腦疝，危及患者生命，AQP4是腦組織中重要的水通道蛋白，與腦水腫具有重要相關性，MRI對中樞神經系統病變診斷有高度的準確性和敏感性，為了提高燒燙傷后早期腦水腫的診治水平，筆者特對燙傷早期腦水腫AQP4表達規律和MRI成像進行了研究，現報告如下：

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康家兔，體重2.9±0.3kg，5～7月齡。

1.2 實驗儀器 GE Signa Highspeed 1.5T超導型MRI儀，由美國GE公司生產。

1.3 方法

1.3.1 分組 取健康家兔42只，飼養一周，鑒定合格后，編號，按體重分層，隨機分成7組，即空白對照組，燙傷后1h觀察組、2h觀察組、3h觀察組、4h觀察組、5h觀察組和6h觀察組，每組6只動物，空白對照組不作任何處理，兩組家兔在體重、飼養方式等資料方面差異無統計學意義(P>0.05)。

1.3.2 燙傷模型制作 家兔全麻，聚乙烯墊片作防護片，作家兔50%體表面積的橢圓形空洞，蓋住家兔，漏出燙傷區，用8%硫化鈉脫毛，將欲燙傷區浸入100℃水中10s，制作50%體表面積的Ⅲ度燙傷模型，并經病理組織學證實，傷后常規喂養。

1.3.3 MRI掃描 將家兔麻醉，頭部正中矢狀線與掃描臺中心線重疊俯臥位于掃描臺上，兔雙外耳道連線為基線，采用GE Sig na Highspeed 1.5T超導型MRI儀(T1WI：TE—7.8ms，TR—500ms；T2WI：TE—84ms，TR—4350ms；DWI：TE—87ms，TR—5000ms，視野：230×230mm，矩陣：128×128，回波平面成像；彌散張量成像(DTI)：TE—85ms，TR—6000ms)作連續22層冠狀掃描。

1.3.4 AQP4檢測 MRI掃描后，取腦組織，制成石蠟切片，采用免疫組織化學法測定AQP4表達水平，用熒光定量PCR測定AQP4mRNA水平。

2 結果

實驗結果表明，燙傷后觀察組4～6h 表觀彌散系數(ADC)明顯低于空白對照組，2～6h AQP4表達水平顯著高于空白對照組，4h達高峰，且觀察組1～6h AQP4mRNA水平高于空白對照組，差異均具有統計學意義(P<0.05)。詳見表1：

表1 兩組家兔觀察指標比較±s)

注：與空白對照組比較，*P<0.05

3 討論

腦內水分平衡對維持腦組織的正常生理功能具有重要的意義，如大于正常比例，將成為腦水腫。嚴重燒燙傷對機體產生強烈刺激并大量脫水，氧化應激和全身炎癥反應等被迅速激發，全身低血容量，腦組織缺血缺氧，破壞機體水平衡，反饋性引起腦組織內AQP4mRNA表達，傷后2h血腦屏障開放，水分子進入腦實質，加重腦水腫發生。燒傷6h后腦水腫既有血管源性腦水腫，又有細胞毒性腦水腫的表現。燒傷早期腦水腫的發生較為隱匿，且沒有客觀的檢測指標進行評價，診斷率較低。

MRI對中樞神經系統病變檢測有高度的敏感性，但在腦水腫早期，常規T1WI與T2WI無法對腦水腫種類進行鑒別，近年發展的DWI技術，能對純水分子進行彌散移動檢測，通過計算ADC值推斷水分子的彌散程度，從而對腦水腫種類加以鑒別，血管源性水腫時ADC值升高，細胞毒性水腫時ADC值降低，在本研究中觀察組ADC值降低，表明在燙傷早期以細胞毒性腦水腫為主。

AQP4是腦組織內主要的水通道蛋白，AQP4與腦水腫的發生密切相關，通過研究AQP4與早期腦水腫的關系，從而采取措施對AQP4加以控制，對燒燙傷早期腦水腫的控制具有重要意義。AQP4是水分快速流動的通道[2]，在腦水腫時AQP4高度表達是對腦組織的保護作用，還是促進腦水腫的形成，迄今為止尚無統一定論。大量的研究提示，AQP4可促進細胞毒性腦水腫和抑制血管源性腦水腫的形成[3]。本研究中，燙傷后AQP4表達水平均高于正常，4h達高峰水平，可能因機體在燙傷后4h出現代償，同時燙傷后AQP4mRNA的水平也相應增高，證實AQP4在腦水腫的發生中具有重要作用，且與ADC值呈負相關。

[1]Oshio K，Watanabe H，Song Y，et al.Reduced cerebrospinal fluid production andintracranial pressure in mice lacking choroid plexus water channel aquaporin-1[J].Faseb J，2005，19(1):76-78.

[2]Pierpaoli C，Jezzard P，Basser PJ，et al.Diffusion tensor MR imaging of the human brain[J].Radiology，1996，201(3):637-648.

[3]Albrecht J，Zielinska M，Norenberg MD.Glutamine as a mediator of ammonia neurotoxicity: A critical appraisal[J].Biochem Pharmacol，2010，80(9):1303-1308.

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1007-8517(2014)01-0023-02

2013.11.08)