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新型小鼠脑爆震伤模型的建立及研究
目的 研发一种新型爆震伤模拟装置建立小鼠脑爆震伤模型,并研究小鼠脑爆震伤的损伤机制.方法?30只昆明小鼠随机(随机数字法)分为正常对照组(Ctrl组)和脑爆震伤模型组(TBI组).利用自主研发的爆震伤模拟装置制备脑爆震伤小鼠模型,并采用Morris水迷宫、伊文思蓝(EB)实验和HE染色,观察小鼠脑部经冲击波暴露后空间记忆能力、血脑屏障、脑组织病理改变的影响.Western-blot方法检测脑损伤标志物Tau、S100β、胆碱,炎症相关因子IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、NF-κB,凋亡相关因子Bcl-2、Bax、Caspase3和氧化应激相关因子IREα、MDA5、COX2、SOD1和SOD2的蛋白表达.两组间计量资料比较采用成组t检验.结果 与Ctrl组(11.2±2.1)s相比,TBI组小鼠寻找平台时间为(54.6±8.4)s,明显增加(t=-19.330,P<0.05);TBI组小鼠EB渗出量比Ctrl组明显增高3.22倍(t=-13.903,P<0.05);病理染色可见海马区神经元损伤,同时TBI诱导脑组织损伤标志物Tau(0.26±0.03 vs 0.46±0.04,t=-9.788,P<0.05)、S100β(0.54±0.03 vs.0.74±0.02,t=-12.433,P<0.05)和胆碱(0.54±0.05 vs 0.80±0.04,t=-7.970,P<0.05),炎性因子IL-1β(0.22±0.04 vs 0.31±0.05,t=-3.431,P<0.05)、IL-4(0.65±0.02 vs 0.97±0.03,t=-18.927,P<0.05)、IL-6(0.88±0.05 vs 1.07±0.08,t=-9.488,P<0.05)和NF-κB(0.80±0.06 vs 1.03±0.07,t=-4.507,P<0.05),促凋亡因子Caspase-3(0.44±0.03 vs 0.60±0.05,t=-4.472,P<0.05)和Bax(0.66±0.04 vs 0.78±0.04,t=-13.007,P<0.05),促氧化因子IREα(0.72±0.06 vs 1.07±0.04,t=-9.665,P<0.05)、MDA5(0.47±0.02 vs 0.77±0.02,t=-23.678,P<0.05)和COX2(0.70±0.07 vs 0.86±0.02,t=-6.421,P<0.05)的蛋白表达,降低抑炎因子IL-10(1.14±0.06 vs 0.74±0.07,t=13.729,P<0.05)、 抑凋亡因子Bcl-2(0.72±0.05 vs 0.46±0.02,t=11.491,P<0.05)及抑氧化应激因子SOD1(1.17±0.05 vs 0.99±0.01,t=7.731,P<0.05)和SOD2(0.81±0.05 vs 0.61±0.04,t=10.257,P<0.05)的蛋白表达.结论 脑爆震伤可损伤小鼠空间学习记忆能力、破坏血脑屏障、损伤海马区神经元,同时促进脑损伤标志物的表达,诱导炎症反应、氧化应激反应及细胞凋亡的发生,成功通过自主研发的爆震伤模拟装置建立小鼠脑爆震伤模型.
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脑爆震伤动物模型评价
据报道,美国颅脑损伤(traumatic brain injury, TBI)近每年发生约140万次,占外伤性死亡的1/3.美军在伊拉克和阿富汗战争中穿戴先进的盔甲,大大提高了生存率,不可避免地增加了非致命损伤[1].2000~2006年,美军有26万余人遭受TBI,约5万人属于中重度TBI,大约70%参战回国的TBI人员是由爆炸所引起[2].美军部署到伊拉克和阿富汗军人中,有10%~20%人受到脑爆震伤(blast TBI,bTBI)的影响,包括急性神经功能缺损、脑组织病理改变、慢性神经心理和认知障碍的风险增加[3,4].爆炸暴露后的老兵和模型动物tau蛋白病理增加的概率增大[5, 6].爆炸暴露者常常表现为对爆炸前后的事情失去记忆、语言及平衡障碍、脑挫伤、头痛、认知受损、决断力下降、体重减轻、激素失衡、慢性疲倦,有时爆炸暴露数月甚至数年后才出现症状[7].病理组织学可以表现为颅内出血、脑血管痉挛、脑水肿、免疫炎症反应、神经元变性坏死、轴索损伤、胶质细胞增生,弥漫性轴索损伤比较典型[8].bTBI常常因外部无明显损伤、症状表现轻微或迟发而错过宝贵的治疗时机,留下残疾.
