蛛网膜下腔出血大鼠模型脑干组织谷氨酸受体表达的动态变化

　　　　　　作者：毕云枫 王玉妍 王丽娜

【摘要】 目的 探讨亲代谢型谷氨酸受体 (mGluR) 在蛛网膜下腔出血（SAH）大鼠脑干表达的动态变化。方法 采用枕大池二次注血法建立Wistar大鼠SAH模型。应用颅多普勒超声检测和RTPCR方法分别观察蛛网膜下腔出血大鼠基底动脉血流速度和谷氨酸受体在脑干的变化。结果 ①超声检测显示与对照组相比，枕大池注血大鼠第1天基底动脉血流加快，第7天达到高峰，第14天血流速度下降，第21天未见明显变化，表明大鼠出现了脑血管痉挛(CVS)。②RTPCR结果显示SAH模型组术后第1、7天脑干组织中 mGluR4 和 mGluR6 mRNA的表达率均比对照组下降，第14、21天差别不显著。结论 大鼠SAH的急性期出现了CVS，mGluR4 和 mGluR6 可能参与了大鼠SAH急性期CVS的形成。

【关键词】 蛛网膜下腔出血；亲代谢型谷氨酸受体；脑血管痉挛

蛛网膜下腔出血(SAH) 后，由于脑血管痉挛(Cerebral vasospasm， CVS)、微循环障碍和颅内压增高等因素，造成较高的患者神经功能伤残率和病死率〔1〕。造成神经细胞坏死或凋亡的主要原因是谷氨酸在细胞外间隙的聚积。亲代谢型谷氨酸受体(Metabotropic glutamate receptor， mGluR)作为突触前谷氨酸自身受体，能减少谷氨酸的释放。这种作用通过抑制电压依赖性的Ca2+通道，也可以非Ca2+ 依赖性方式如激活突触前K+通道来实现〔2〕。目前尚未见CVS与mGluR的有关报道。本研究采用枕大池二次注血法复制SAH模型，观察SAH后发生CVS时脑干组织mGluR mRNA表达的动态变化，探讨谷氨酸受体的表达与CVS发生机制的关系。

　　1 材料与方法

　　1.1 实验动物分组与模型的制备 采用枕大池二次注血法〔3〕制备大鼠SAH模型: Wistar大鼠48只，体重（250±20）g，雌雄各半，由吉林农业大学实验动物中心提供，随机分为：正常对照组(8只)；假手术组(8只) ；SAH后第1、7、14、21天处死组（每组8只）。大鼠均采用10%水合氯醛按照0.35 ml/100 g的剂量进行腹腔注射麻醉，SAH模型经眼球后静脉丛抽取无抗凝自体血，两次向枕大池共注射大鼠无抗凝自体血0.3 ml，假手术组注射等量生理盐水。

　　1.2 大鼠基底动脉血流速度的检查 正常对照组、假手术组、SAH模型组分别于第1、7、14、21天在腹腔注射麻醉下经颅多普勒超声（TCD）检测大鼠基底动脉最大血流速度（Vba）来判定其脑血管痉挛程度。

　　1.3 RTPCR法检测大鼠脑干组织中3种谷氨酸转运体亚型mRNA表达的变化 脑干总RNA提取参照UltraspecTMII RNA Isolation System(Biotecx Laboratories， INC)说明书进行，逆转录成cDNA，进行PCR反应。GAPDH引物序列为正义: 5′GGGTGATGCTGGTGCTGAGTATGT3′，反义:5′AAGAATGGGTGTTGCTGTTGAAGTC3′，片段大小为700 bp。mGlu4引物序列为正义: 5′TGTCGGCTGACTGTGAGGTG3′，反义:5′TGTCGGCTGACTGTGAGGTG3′，片段大小为572 bp。mGlu6引物序列为正义: 5′CAAGTAGCAAGGTTGAGTGT3′，反义: 5′GGTTGTAGTGTTGGATCAAG3′片段大小为279 bp。PCR反应条件：变性94℃，30 s；退火mGlu4为60℃，mGlu6为53℃，30 s；延伸72℃，45 s，30个循环。

　　1.4 统计学处理 数据均以x±s表示，采用t检验。

　　2 结果

　　2.1 大鼠脑血管痉挛发生情况的评判 正常对照组与假手术组相比基底动脉血流没有明显改变。SAH与正常对照组相比，第1天基底动脉血流加快（P＜0.05），第7天血流速度达到高峰（P＜0.05），第14天时血流速度下降，第21天时未见明显差异，提示大鼠出现了CVS。

　　与正常对照组比较：1）P＜0.05

　　图1 TCD法检测各组大鼠基底动脉最大血流速度（略）

　　2.2 大鼠脑干组织mGlu4 和mGlu6 mRNA的表达 将各实验组大鼠用颅多普勒超声检测后，处死取出脑干组织，提取总RNA，采用RTPCR方法检测脑干组织mGlu4 和mGlu6 mRNA的变化情况。结果如图2所示：与正常对照组和假手术组相比，SAH模型组mGlu4 和mGlu6 mRNA在脑干的表达于第1、7天下降，第14、21天未见明显差异。

　　1～6：正常对照组，假手术组，SAH 1、7、14、21 d组

　　图2 大鼠脑干组织中mGlu4 和mGlu6 mRNA的表达（略）

　　3 讨论
　　
　　SAH诱发脑血管痉挛和微循环障碍，使脑组织血流灌注不足〔1〕 继发脑缺血。中枢神经系统内对神经细胞兼有兴奋和毒性的兴奋性氨基酸主要是谷氨酸，故谷氨酸在神经系统内的堆积、重摄取受阻或大量释放是神经细胞损伤的关键因素〔4〕。
　　
　　兴奋性氨基酸受体可以分为两种：离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor， iGluR)和代谢性谷氨酸受体〔5〕。mGluR属于G蛋白偶联受体(G proteincoupled receptors， GPCRs) 超家族中第3家族成员，现已从哺乳动物脑内克隆出三个亚型8个亚单位，Ⅰ型mGluR(mGluRⅠ)包括mGluR1、mGluR5；Ⅱ型mGluR (mGluRⅡ)包括mGluR2、mGluR3；Ⅲ型(mGluR (mGluR Ⅲ)包括mGluR4、mGluR6、mGluR7、mGluR8。Ⅰ型mGluRs能激活磷脂酶C，产生三磷酸肌醇，使磷脂酶C从胞内钙库释放，引起神经细胞兴奋和增加神经细胞的敏感性，Ⅱ、Ⅲ型mGluRs能抑制腺苷酸环化酶，减少cAMP的生成，从而抑制谷氨酸的释放〔6，7〕。
　　
　　本研究通过超声检查显示，枕大池二次注血法成功复制出大鼠的SAH动物模型，且大鼠在SAH后出现CVS。脑干组织的RTPCR结果表明：正常对照组和假手术组相比，SAH模型组mGlu4 和mGlu6 mRNA在脑干表达于第1、7天下降，说明在SAH早期，mGlu4 和mGlu6表达下降，不能抑制谷氨酸的释放，使谷氨酸在突触间隙聚集，产生神经毒性。在SAH后的第14、21天，CVS逐渐缓解，mGlu4 和mGlu6的表达上升，抑制腺苷酸环化酶，减少cAMP的生成，从而抑制谷氨酸的释放。提示CVS的减轻使mGlu4 和mGlu6表达逐渐上升，功能逐渐恢复。因此，我们推测SAH时部分神经细胞的mGlu4 和mGlu6功能降低，不能抑制谷氨酸释放，谷氨酸在突触间隙聚集，从而引起神经细胞的损伤。表明mGlu4 和mGlu6可能参与了大鼠CVS形成，其具体机制有待进一步研究。

参考文献

　　1 Ohkuma H， Manabe H， Tanaka M， et al. Impact of cerebral microcirculatory changes on cerebral blood flow during cerebral vasospasm after aneurysmal subarachnoid hemorrhage〔J〕. Stroke， 2000;31(7):16217.

　　2 Conn PJ， Pin JP. Pharmacology and functions of metabotropic glutamate receptors〔J〕. Annu Rev Pharmacol Toxicol， 1997；37:20537.

　　3 代佳平，冯 华，刘 昕，等. 大鼠蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛模型的制备〔J〕. 第三军医大学学报， 2000;22(3)：2957.

　　4 Suzuki Y， Takagi Y， Nakamura B， et al.Ability of NMDA and nonNMDA receptor antagonists to inhibit cerebral ischemic damage in aged rats〔J〕. Brain Res，2003;964(1):11620.

　　5 Hinoi E， Takarada T， Ueshima T， et al. Glutamate signaling in peripheral tissues〔J〕. Eur J Biochem， 2004;271(1):113.

　　6 Houamed KM， Kuijper JL， Gilbert TL， et al. Cloning， expression， and gene structure of a Gproteincoup led glutamate receptor from rat brain〔J〕. Science， 1991;252(5010):131821.

　　7 Allen JW， Knoblach SM， Faden AI. Activation of groupⅠmetabotropic glutamate receptors reduces neuronal apoptosis but increases necrotic cell death in vitro〔J〕. Cell Death Differ， 2000;7(5):4706.