外傷性腦水腫與水通道蛋白4的關(guān)系研究

陳 江 呂中華 劉新兵 施前鋒 鄧曉娥 浙江省長(zhǎng)興縣人民醫(yī)院腦外科 長(zhǎng)興 313100

祝向東 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科

水通道蛋白系列（aquaporins，AQPs）是一類對(duì)水選擇性通透的膜蛋白，分布于組織細(xì)胞，介導(dǎo)水分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。其中水通道蛋白4（aquaporin4，AQP4）是腦內(nèi)含量最多的水通道蛋白，廣泛分布于端腦、間腦、中腦、小腦、腦干等部位，主要在血-腦和腦脊液-腦的交界面的星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)，對(duì)維持腦內(nèi)水平衡起著非常重要的作用[1]。筆者就2009年6月—2011年6月我院神經(jīng)外科收治的重型顱腦損傷患者血腫周圍挫傷腦組織中水通道蛋白4表達(dá)變化與傷后不同時(shí)間段挫傷腦組織含水量的關(guān)系進(jìn)行研究，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料 本組35例重型顱腦損傷合并腦挫裂傷患者施行開顱血腫清除術(shù)時(shí)，術(shù)中取血腫周圍挫傷后腦水腫組織作為病理標(biāo)本，立即送本院病理科對(duì)標(biāo)本進(jìn)行分析處理。其中男26例，女9例，年齡19～52歲，平均37.5歲；平素身體健康；根據(jù)外傷到接受開顱手術(shù)的時(shí)間不同分為傷后1～6h組、～12h組、～24h組、～3d組、～5d組、～7d組、＞7d組，每組 5例；額葉組織21例，顳葉組織14例。

1.2 組織判斷標(biāo)準(zhǔn) 腦挫裂傷組織為無生物活性組織，挫傷腦組織與正常腦組織間的腫脹腦組織為半暗區(qū)水腫腦組織，具有生物活性。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法

1.3.1 腦組織含水量 采用干濕重法計(jì)算。一部分標(biāo)本用于腦組織含水量的測(cè)定，將其放在一內(nèi)有生理鹽水濕潤(rùn)的定性濾紙的培養(yǎng)皿中，防止水分蒸發(fā)，稱其濕重。然后放入電熱恒溫箱中105℃烘烤至恒重并稱其干重。采用干濕重法計(jì)算腦組織含水量：腦組織含水量（%）=（濕重-干重）/濕重×100%。

1.3.2 腦組織AQP4表達(dá)水平 采用逆轉(zhuǎn)錄cDNA、PCR擴(kuò)增技術(shù)檢測(cè)。另一部分標(biāo)本送浙醫(yī)二院神經(jīng)外科免疫組化實(shí)驗(yàn)室用于腦組織AQP4測(cè)定，采用RNAisoReagen（tTaKaRa公司）說明書介紹的方法提取腦組織中總RNA，紫外分光光度計(jì)測(cè)定RNA含量，分裝后-80℃保存?zhèn)溆?；利用RT-PCR兩步法試劑盒（TaKaRa公司）說明將mRNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，然后再將cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增（引物名稱：5’RACE Conter Primer； 引 物 堿 基 對(duì) 序 列 ：5’AGGTAGGTGATGTTCCGAGAGCGT3’；長(zhǎng)度：24mers）。取PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳，電泳結(jié)果用凝膠圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行電泳條帶光密度分析，計(jì)算AQP4產(chǎn)物與β-actin產(chǎn)物的光密度積分比值，作為AQP4表達(dá)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以（±s） 表示，采用t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

腦外傷后3天內(nèi)，腦組織AQP4表達(dá)逐漸增高，3～5d達(dá)到高峰，與1～6h組比較，～5d組AQP4表達(dá)量明顯增高（P＜0.05）；5～7d開始下降，7d后下降較為明顯，與～5d組比較，＞7d組腦組織AQP4表達(dá)量明顯降低（P＜0.05）。腦外傷后受傷腦組織含水量百分比在受傷后3d內(nèi)逐漸增加，3～5d達(dá)到高峰，與傷后1～6h組比較，～5d組腦組織含水量百分比明顯增加（P＜0.05）；5～7d逐漸降低，7d后降低較為明顯，與傷后～5d組比較，＞7d組腦組織含水量百分比明顯減少（P＜0.05）。由此可見，腦外傷后受傷腦組織含水量的變化與腦組織AQP4表達(dá)趨勢(shì)稍有延遲，但兩者呈現(xiàn)出極為明顯的平行關(guān)系，見表1。

3 討論

重型顱腦損傷是目前國(guó)內(nèi)外神經(jīng)外科重點(diǎn)研究的內(nèi)容，而腦水腫是影響其傷情發(fā)展和預(yù)后的重要因素，腦水腫的治療是目前臨床難題之一，其主要危害是導(dǎo)致顱內(nèi)壓增高，甚至引起腦移位和腦疝，是導(dǎo)致死亡和致殘的主要原因。目前臨床上主要以20%甘露醇靜脈快速滴注進(jìn)行脫水來控制腦水腫，但由于使用甘露醇過程中常常導(dǎo)致水、電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡反而加重腦損害，更為重要的是甘露醇有誘發(fā)心力衰竭以及急性腎功能不全的風(fēng)險(xiǎn)，這迫使人們尋找更加安全的控制腦水腫的方案。近年來，AQPs的發(fā)現(xiàn)給腦水腫的治療帶來了新的希望，因?yàn)樗鼉H對(duì)水選擇性通過，而對(duì)其它中性小分子溶質(zhì)不能通過。也許通過對(duì)AQP4的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控來控制腦外傷后腦水腫，將是除目前廣泛使用的甘露醇以外新的、副作用極小的途徑，具有十分重要的臨床意義。

表1 腦外傷后不同時(shí)間段腦組織AQP4含量及水含量（±s，n=5）

表1 腦外傷后不同時(shí)間段腦組織AQP4含量及水含量（±s，n=5）

注：與 1～6h 組比較，*P＜0.05；與 ～5d組比較，△P＜0.05

項(xiàng)目AQP4含水量/%1～6h 0.86±0.12 77.75±0.50～12h 1.07±0.10 78.85±0.50～24h 1.13±0.11 79.22±0.40～3d 1.23±0.13 81.05±0.50～5d 1.37±0.12*83.23±0.40*～7d 1.04±0.11 81.34±0.45＞7d 0.85±0.08△79.73±0.56△

Agre等[2]用原位雜交免疫熒光法觀察到人類AQP4定位于染色體18q11.2與q12.1之間的連接處。Papadopoulos等[3]研究發(fā)現(xiàn)，AQP4能夠促進(jìn)血管源性腦水腫中過多水分的再吸收，從而減輕血管源性腦水腫，提示AQP4的激活和（或）上調(diào)有可能成為血管源性腦水腫的一種新的治療手段。唐宇平等[4]采用立體定向注射無肝素自體動(dòng)脈血制作大鼠腦出血模型，免疫組化分析腦出血后3hAQP4開始增強(qiáng)，AQP4蛋白6 h開始增強(qiáng)，第3天達(dá)峰值。黃垂學(xué)等[5]研究證實(shí)，AQP4及其mRNA的表達(dá)變化與血腦屏障的通透性增加呈正相關(guān)。翁曉建等[6]研究發(fā)現(xiàn)，重型顱腦損傷小鼠8h后腦組織水腫嚴(yán)重，AQP4的表達(dá)顯著升高，AQP4表達(dá)水平與腦水腫輕重呈正相關(guān)，從而佐證了AQP4的表達(dá)上調(diào)與重型顱腦損傷后腦水腫的形成、發(fā)展之間的相關(guān)性。本研究結(jié)果表明，腦外傷后3天內(nèi)，腦組織中AQP4表達(dá)逐漸增高，3～5天達(dá)到高峰，5～7天稍有下降，7天后明顯下降，腦外傷后受傷腦組織含水量的變化與之稍有延遲，但兩者呈現(xiàn)出極為明顯的平行關(guān)系，提示腦外傷后腦含水量變化極有可能是通過AQP4表達(dá)變化引起，提示AQP4是腦外傷后腦水腫形成的重要病理生理環(huán)節(jié)，它可能參與了顱腦損傷后腦水腫的發(fā)生和發(fā)展過程。

［1］劉軍,魯宏.水通道蛋白與腦水腫［J］.國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2006,27（1）:999-1000.

［2］ Agre P，King LS，Yasui M，et al.Aquaporin water channels-from atomic structure to clinical medicine［J］.J Physiol，2002，542:3-16.

［3］Papadopoulos MC，Manley GT，Krishna S，et al.Aquaporin-4 facilitates reabsorption of excess fluid in vasogenic brain edema［J］.FASEB J，2004，18（11）:1291-1293.

［4］唐宇平,蘇敬敬,丁宏巖,等.水通道蛋白與腦出血后腦水腫形成的關(guān)系研究［J］.中國(guó)臨床神經(jīng)科學(xué),2010,18（6）:565-572.

［5］黃垂學(xué),李俊駒,趙建龍,等.腦損傷后水通道蛋白4表達(dá)與血腦屏障通透性的關(guān)系［J］.中華神經(jīng)外科疾病研究雜志,2008,7（3）:205-208.

［6］翁曉建,李守緘,唐霍全.甘露醇對(duì)重型顱腦損傷后腦組織含水量及AQP4表達(dá)的變化［J］.中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)生,2009,47（35）:32-33.