于志華，汪恩煥，周鐘陽，姚運(yùn)喜，王宏偉

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Foxj1在大鼠腦損傷后的表達(dá)變化及意義

于志華，汪恩煥，周鐘陽，姚運(yùn)喜，王宏偉

[摘要]目的：探討Foxj1在大鼠腦損傷后的表達(dá)變化及其意義。方法：建立大鼠腦外傷模型，利用免疫熒光方法檢測(cè)Foxj1在腦損傷后腦皮質(zhì)神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)變化，以及與增殖細(xì)胞的關(guān)系。結(jié)果：Foxj1在外傷性腦損傷后的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)增高，參與了細(xì)胞的增殖。結(jié)論：Foxj1在腦損傷后的腦皮質(zhì)有增高的表達(dá)，參與了外傷性腦損傷的神經(jīng)再生。

[關(guān)鍵詞]腦外傷； Foxj1； 神經(jīng)再生； 大鼠

進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)生活進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期，在快節(jié)奏生活和工作的同時(shí)，隨之而來的是伴發(fā)各種各樣的外傷。外傷在人群死亡中所占的比例正呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，然而腦外傷又是各種外傷中導(dǎo)致死亡的首要原因和主要原因[1]。在近20年的研究中，人們?cè)噲D尋找腦外傷以后腦發(fā)生的一系列生理和病理變化，以及腦功能隨之發(fā)生的變化，從而發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律和線索，為提高腦外傷以后的腦功能和提高生存率探索有益的途徑[2]。

Foxj1屬于一種叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子，有著被稱之為翼狀螺旋區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)，也有著被稱之為翼狀螺旋區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)[3]。Foxj1的表達(dá)和呼吸道、生殖道、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的具有纖毛的細(xì)胞有關(guān)[4]。如果大鼠Foxj1因子發(fā)生基因突變，將引起組織纖毛丟失和器官左右軸的不對(duì)稱[5]。在實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)Foxj1在腦損傷后腦組織中的主要神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞都發(fā)生部分增殖，以及與增殖細(xì)胞的標(biāo)記物有共定位，因此推測(cè)Foxj1具有促進(jìn)腦損傷后神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞從而恢復(fù)腦功能和填補(bǔ)缺失的神經(jīng)細(xì)胞的功能。對(duì)此，我們進(jìn)行了探討，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1材料與方法

1.1材料成年雄性SD大鼠42只，隨機(jī)分成2組(假手術(shù)組和損傷組)。10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠，無菌條件下用刀片在大鼠的右側(cè)皮層中線旁3 mm，做長(zhǎng)5 mm、寬1 mm、深3 mm的切口，假手術(shù)組不損傷皮層，只打開顱骨。在損傷后3 d再次麻醉大鼠，分別取假手術(shù)組和損傷組的大鼠，取夾切口周邊的組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2方法取材與切片：將大鼠放置在工作臺(tái)上，用1%的水合氯醛麻醉，用無菌手術(shù)器械暴露心臟，500 ml的生理鹽水和500 ml的4%多聚甲醛溶液依次灌注大鼠心臟，取假手術(shù)組及損傷組的全腦，放入4%多聚甲醛中固定4 h，然后用新鮮配置的0.01M PBS漂洗3次，然后將大鼠全腦轉(zhuǎn)移至DEPC處理的30%蔗糖/ PBS溶液中。最后用冰凍切片機(jī)將大鼠腦組織切成厚約10 μm的薄片，并貼于干凈的載玻片上。免疫熒光：將切片晾干后，用1×PBS漂洗5 min×3次，用濾紙擦干，室溫條件下滴加山羊血清封閉液封閉2 h，將50 μl一抗稀釋液滴加于切片上，37℃條件下靜置1 h后4℃條件下孵育過夜，37℃條件下復(fù)溫45 min，1×PBS漂洗5 min×3次，滴加40~50μl的FITC 或 TRITC標(biāo)記的二抗，4℃條件下避光放置2 h。避光條件下用1×PBS漂洗5 min×3次。濾紙擦干切片，避光條件下加封片劑。熒光顯微鏡下暗室觀察。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法檢驗(yàn)結(jié)果用單因素方差分析的t檢驗(yàn)(One way ANOVA)。P<0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，相同條件下每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

2結(jié)果

2.1Foxj1在腦外傷后腦組織神經(jīng)細(xì)胞中的定位用MAP-2標(biāo)記神經(jīng)元，用GFAP標(biāo)記星形膠質(zhì)細(xì)胞。通過實(shí)驗(yàn)我們可以得到，在外傷性腦損傷后3 d，F(xiàn)oxj1在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中較假手術(shù)組有明顯增高的表達(dá)。見圖1。

2.2外傷性腦損傷后Foxj1與細(xì)胞增殖的關(guān)系用NeuN標(biāo)記神經(jīng)元，用GFAP標(biāo)記星形膠質(zhì)細(xì)胞，用Ki67標(biāo)記增殖細(xì)胞。通過實(shí)驗(yàn)可以得到，外傷性腦損傷后Foxj1與神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞以及增殖細(xì)胞都存在共定位。見圖2。

3討論

腦外傷后發(fā)生神經(jīng)元的凋亡，小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，多種介質(zhì)參與的炎癥反應(yīng)，星形膠質(zhì)細(xì)胞的增生，這些變化對(duì)腦組織的恢復(fù)產(chǎn)生不利的影響[6-7]。在各種和腦外傷相關(guān)的病理機(jī)制中，白質(zhì)和灰質(zhì)損傷是高死亡率和功能恢復(fù)障礙的主要原因[8]。腦損傷的病理過程包括多區(qū)域隨時(shí)間發(fā)展的腦挫傷，腦血流和代謝的改變，血腦屏障的破壞導(dǎo)致腦水腫，細(xì)胞死亡信號(hào)的激活最終導(dǎo)致?lián)p傷周圍腦組織神經(jīng)細(xì)胞的程序性死亡[9]。損傷周圍死亡細(xì)胞的宏觀表現(xiàn)表明了隨著時(shí)間推移挫傷腦組織體積的增加，最近深入實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)這是一種“二次損傷擴(kuò)展”[10]。最終導(dǎo)致?lián)p傷周圍腦組織細(xì)胞延遲性死亡的過程由多種復(fù)合的機(jī)制觸發(fā)，例如谷氨酸鹽受體的激活，自由基介導(dǎo)的細(xì)胞膜的破壞，轉(zhuǎn)錄因子的核轉(zhuǎn)位，炎癥介質(zhì)的表達(dá)和上調(diào)，凋亡樣細(xì)胞死亡信號(hào)途徑的激活。以上這些變化參與了外傷性腦損傷的病理生理機(jī)制[11]。

最近的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腦損傷發(fā)生的病理變化不是在損傷之后立即完成的，事實(shí)上，主要的病理過程是在急性損傷之后逐漸形成的，被稱之為二次損傷，包括了復(fù)雜的生理和生化機(jī)制。腦損傷以后，星形膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生增生，表型的改變，細(xì)胞的肥大，具有星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性膠質(zhì)纖維酸性蛋白表達(dá)增高的特征。星形膠質(zhì)細(xì)胞增生是急性和慢性神經(jīng)變性疾病共有的特征，和腦外傷誘導(dǎo)的炎癥組分密切相關(guān)，也和腦損傷后腦功能的恢復(fù)密切相關(guān)[12]。

圖1　大鼠腦損傷后Foxj1在神經(jīng)細(xì)胞中定位的免疫熒光分析

圖2　外傷性腦損傷后Foxj1與細(xì)胞增殖關(guān)系的免疫熒光分析

有學(xué)者報(bào)道，F(xiàn)oxj1能夠促使出生后放射性膠質(zhì)分化為室管膜細(xì)胞和星形膠質(zhì)的一個(gè)亞群，然而這兩種細(xì)胞的亞群能夠分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞[13]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxj1在腦外傷后的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中都有增殖的表達(dá)，而且與增殖細(xì)胞的標(biāo)記物有共定位。因此，我們可以推測(cè)Foxj1具有促進(jìn)腦損傷后神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞從而恢復(fù)腦功能和填補(bǔ)缺失的神經(jīng)細(xì)胞的功能。

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[作者單位] 安徽省蚌埠市第三人民醫(yī)院 神經(jīng)外科，233000

·論著研究·

Relation of Foxj1 and traumatic brain injury

YUZhi-hua,WANGEn-huan,ZHOUZhong-yang,etal.

(DepartmentofNeurosurgery,TheThirdPeople'sHospitalofBengbu,Anhui233000,China)

[Abstract]Objective：To study the increased expression of Foxj1 in rat brain injury.Methods：Adult male Sprague-Dawley rats were randomly divided into an operation group and a sham operation group.The brains were performed by stab-injury models.We revealed the cell location and the role of Foxj1 in cellular proliferation by Double immunofluorescence staining.Results：Foxj1 was related with MAP-2 and GFAP.Ki67 was in relation with NeuN,GFAP and Foxj1.Conclusion：Foxj1 is related with the neurogenesis outcome of brain injury.

[Key words]Brain Trauma; Foxj1; Neurogenesis; Rats

收稿日期：(2015-07-12)

[中圖分類號(hào)]R 651.15

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1008-7044(2016)01-0009-03

DOI：10.14126/j.cnki.1008-7044.2016.01.004

[作者簡(jiǎn)介]于志華(1984-)，男，醫(yī)師，研究生。