高碳酸血症对创伤性脑损伤大鼠的影响及PKC调节血脑屏障作用机制的研究

Traumatic brain injury (TBI) obviously impairs the brain functions and longterm consequences of the critically ill patients. Although the treatment in acute phase of brain injury have improved greatly,long-term complications prevention and control are still facing a great challenge.The destruction of the blood brain barrier during traumatic brain injury is one of important factors leading to secondary brain injury. Our preliminary results show that hyercapnia can potect the brain from ischemia-reperfusion injury by reducing oxidative stress and inhibiting neuronal apoptosis. However, its mechanism has not been elucidated. Actually, the mechanism would clear to clinical traumatic brain injury prevention and control of important theoretical and practical value. In this project,a rat model of experimental controlled cortical impact is used to evaluate the effect of hypercapnia on blood-brain barrier. We observe changes in hemodynamics and neurological function, expecting to check out the effect of hypercapnia.In addition, in vitro blood-brain barrier model, we used immunocytochemical and molecular biology methods to examine the expression or localization changes of tight junction protein, as well as to investigate the role of PKC in the underlying mechanisms of barrier regulation and changes in the dynamics of TJ protein expression and cytoarchitecture in regulation of BBB permeability. From molecular, cellular, organizations and animals and other aspects discusses the overall level of hypercapnic neurological effects.Therefore,We are sure that it will provide theoretical basis on the implementation of a new protection strategy.

创伤性脑损伤严重危害患者的脑功能及远期预后效果。脑外伤的急性期治疗虽然已有很大改善，但是防治远期并发症仍面临极大的挑战。创伤性脑损伤后血脑屏障的破坏是造成继发性脑损伤的一个重要因素。我们的前期研究结果表明高碳酸血症可通过减轻脑水肿，降低氧化应激及抑制神经元凋亡对脑缺血再灌注损伤发挥保护作用。然而，其作用机制尚未阐明，明确上述机制将对临床防治创伤性脑损伤具有重要的理论和现实价值。本项目利用大鼠的控制性皮层撞击复合低氧模型，观察高碳酸血症对血脑屏障变化的影响，从血流动力学、神经功能学水平研究其作用机制。同时在体外细胞共培养模型中，应用免疫细胞及分子化学技术研究高碳酸血症对加压冲击复合低氧后血脑屏障紧密连结蛋白的定位和表达变化与PKC酶及其靶基因的调控机制。从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方深入探讨高碳酸血症对创伤所致血脑屏障破坏的作用机制，从而为高碳酸血症的临床应用提供新的治疗思路。

创伤性脑损伤严重危害患者的脑功能及远期预后效果。脑外伤的急性期治疗虽然已有很大改善，但是防治远期并发症仍面临极大的挑战。创伤性脑损伤后血脑屏障的破坏是造成继发性脑损伤的一个重要因素。我们的前期研究结果表明高碳酸血症可通过减轻脑水肿，降低氧化应激及抑制神经元凋亡对脑缺血再灌注损伤发挥保护作用。然而，其作用机制尚未阐明，明确上述机制将对临床防治创伤性脑损伤具有重要的理论和现实价值。本项目利用大鼠的液压颅脑创伤（FPI）动物模型，观察高碳酸血症对血脑屏障变化的影响，从血流动力学、神经功能学水平研究其作用机制。本研究对原发性颅脑创伤大鼠进行高CO2通气干预，对高碳酸血症的脑保护作用的有效性和安全性做了进一步的探索。实验结果显示：㈠ 高碳酸血症减轻FPI损伤后大鼠脑水肿和神经细胞的凋亡和坏死，降低了创伤造成的BBB的破坏。㈡ 高碳酸血症提高了FPI损伤后大鼠7天内神经功能评分，并增加了紧密连接蛋白的表达，其机制可能通过PKC亚型PKCε的激活实现的。通过分析之前的研究结果，发现高碳酸血症是一把双刃剑，无论是对脑缺血再灌注损伤或是低氧缺血性损伤的保护作用都是有一定限度的。本研究采用轻中度脑创伤动物模型可证实高碳酸血症发挥了一定的神经功能保护作用。然而其发挥的作用不仅与高碳酸血症的程度有关，更重要的是与脑损伤的程度密切相关。因此，针对不同程度的脑损伤，寻找高碳酸血症应用的安全和有效界限，才能充分发挥其神经保护作用的同时将副作用降到最低，从而突破现有瓶颈制约，为脑功能障碍的治疗奠定基础。