星形胶质细胞在成年小鼠脑血管新生过程中作用的研究

论文摘要

目的血管新生是指在原有血管网基础上通过血管内皮细胞出芽而形成新生血管的复杂生理或病理过程,广泛存在于哺乳动物脑内。血脑屏障是由毛细血管内皮细胞及细胞间紧密连接、基底膜、周细胞、星形胶质细胞终足和细胞外隙共同组成的一个细胞复合体。脑血管新生的关键环节包括内皮细胞间紧密连接的打开和基底膜的降解,而上述二者和星形胶质细胞包绕微血管的终足是维持血脑屏障完整性的主要结构。我们在研究中发现,在脑内血管新生过程中并未出现血脑屏障功能的明显破坏,所以不难想象,在血管新生过程中,内皮细胞及其紧密连接的屏障功能得到了某种有效的替代。从我们已有的研究结果中推测,最可能承担这一作用的是星形胶质细胞。各种离体实验已经证实了星形胶质细胞在血脑屏障诱导、形成和维持过程中的重要地位,但在活体内一直未能得到有力证据。本研究的目的是在成年小鼠脑血管新生模型中寻找星形胶质细胞参与脑血管新生的证据,并探讨星形胶质细胞在脑血管新生过程中的作用机制。方法1.以成年KM小鼠为实验对象,采用立体定向微量注射AdhVEGF165的方法制作成年小鼠脑内血管新生模型；并在术后3d、1w、2w、3w、4w五个时间点分别注射Lectin、Evan’s blue、结晶紫、苏木素、亚甲蓝、伊红六种不同染料；2.对注射Lectin的标本行微血管密度（MVD）测定,计算新生血管的百分比；3.分别在术前及术后第1w、2w、3w、4w共5个时间点以激光多普勒测速技术测量小鼠脑的局部血流量（rCBF）和血容量（rCBV）,绘制不同时间小鼠脑血流动力学变化曲线；4,对各标本行冰冻切片,在普通光学显微镜及荧光显微镜下观察,寻找被不同染料染色之“星形胶质细胞及其终足-微血管结构”；免疫组化进一步确认脑血管新生过程中星形胶质细胞与微血管内皮细胞活化、增殖之间的关系。5,数据统计及分析：组间比较运用t检验,数据输入SSPS11.0软件进行计算。结果1,向成年KM小鼠左右脑内分别注射等量AdhVEGF165及生理盐水,在注射AdhVEGF165侧针道附近的脑组织中发现了明显的血管新生现象；2,在术后1w、2w、3w、4w四个时间点对脑组织微血管密度测定,发现注射AdhVEGF165侧微血管密度在给药后1w开始增加,2w左右增加明显,3w后达到最大值并趋于稳定。3w时,注射AdhVEGF165侧的新生血管数是对侧的14.3倍；3w时,注射AdhVEGF165侧新生血管的百分比（19.65±3.95）%高于对侧新生血管的百分比（1.91±0.41）%（t=4.5,p<0.05）；3w时,注射AdhVEGF165侧微血管密度较对侧有显著性差异（t=5.3,p<0.05）,约高42%。3,在不同时间点以激光多普勒测速技术测量小鼠脑的rCBF和rCBV,发现rCBF和rCBV随着微血管密度增加而增加。二者在3w左右时达到最大值,此时rCBF注射AdhVEGF165侧亦较对侧有显著性差异（t=8.7,p<0.05）,约高15.1%；rCBV注射AdhVEGF165侧较对侧有显著性差异（t=11.5,p<0.05）,约高34.6%；4,在给药后的不同时间点对各组标本观察,发现给药1w以内,血管内的六种染料均弥散到血管旁的脑组织内,其后各种染料的弥散均逐渐减少；2w后,六种染料均未弥散到血管旁的脑组织内,但是Lectin和Even’s blue可被微血管旁的星形胶质细胞特异性地摄取；5,对Lectin处理过的标本进行了免疫组织化学染色,观察到了增殖活跃的脑血管内皮细胞被星形胶质细胞终足包绕,并观察到了“星形胶质细胞桥”结构。结论1,向成年KM小鼠脑内局部微量注射AdhVEGF165可成功建立成年小鼠脑内血管新生模型,血流动力学测定结果表明小鼠脑内的新生血管具有正常运输血流的功能,可以起到增加脑血流的作用；2,在给药早期,血脑屏障的通透性明显增加,2w后血脑屏障的屏障功能逐渐恢复,通透性逐渐降低；3,在脑血管新生过程中,星形胶质细胞与脑微血管内容物之间有横跨血脑屏障的直接物质交流,并且这种物质交流具有主动选择性和时间限制性；4,在脑血管新生过程中,星形胶质细胞通过其终足在血脑屏障基底膜局部降解的部位暂时维持血脑屏障的屏障功能,这可能是其参与脑血管新生过程的机制之一；5,脑血管新生过程中,新生血管有方向性地生长而形成血管网,可能与星形胶质细胞的诱导作用有关。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 研究背景
• 实验材料
• 实验方法
• 实验结果
• 讨论
• 总结
• 参考文献
• 综述
• 参考文献
• 致谢