Foxj1在大鼠腦損傷后的表達變化及意義

于志華，汪恩煥，周鐘陽，姚運喜，王宏偉

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Foxj1在大鼠腦損傷后的表達變化及意義

于志華，汪恩煥，周鐘陽，姚運喜，王宏偉

[摘要]目的：探討Foxj1在大鼠腦損傷后的表達變化及其意義。方法：建立大鼠腦外傷模型，利用免疫熒光方法檢測Foxj1在腦損傷后腦皮質神經(jīng)元、星形膠質細胞中的表達變化，以及與增殖細胞的關系。結果：Foxj1在外傷性腦損傷后的神經(jīng)元和星形膠質細胞中表達增高，參與了細胞的增殖。結論：Foxj1在腦損傷后的腦皮質有增高的表達，參與了外傷性腦損傷的神經(jīng)再生。

[關鍵詞]腦外傷； Foxj1； 神經(jīng)再生； 大鼠

進入21世紀以來，社會生活進入了快速發(fā)展的時期，在快節(jié)奏生活和工作的同時，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，然而腦外傷又是各種外傷中導致死亡的首要原因和主要原因[1]。在近20年的研究中，人們試圖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屬于一種叉頭狀轉錄因子，有著被稱之為翼狀螺旋區(qū)域的三維結構，也有著被稱之為翼狀螺旋區(qū)域的三維結構[3]。Foxj1的表達和呼吸道、生殖道、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的具有纖毛的細胞有關[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稱[5]。在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)Foxj1在腦損傷后腦組織中的主要神經(jīng)細胞神經(jīng)元和星形膠質細胞都發(fā)生部分增殖，以及與增殖細胞的標記物有共定位，因此推測Foxj1具有促進腦損傷后神經(jīng)干細胞分化為神經(jīng)細胞從而恢復腦功能和填補缺失的神經(jīng)細胞的功能。對此，我們進行了探討，現(xiàn)將結果報告如下。

1材料與方法

1.1材料成年雄性SD大鼠42只，隨機分成2組(假手術組和損傷組)。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皮層中線旁3 mm，做長5 mm、寬1 mm、深3 mm的切口，假手術組不損傷皮層，只打開顱骨。在損傷后3 d再次麻醉大鼠，分別取假手術組和損傷組的大鼠，取夾切口周邊的組織進行實驗。

1.2方法取材與切片：將大鼠放置在工作臺上，用1%的水合氯醛麻醉，用無菌手術器械暴露心臟，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，然后將大鼠全腦轉移至DEPC處理的30%蔗糖/ PBS溶液中。最后用冰凍切片機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℃條件下復溫45 min，1×PBS漂洗5 min×3次，滴加40~50μl的FITC 或 TRITC標記的二抗，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)計學方法檢驗結果用單因素方差分析的t檢驗(One way ANOVA)。P<0.05為具有統(tǒng)計學意義，相同條件下每組實驗重復3次。

2結果

2.1Foxj1在腦外傷后腦組織神經(jīng)細胞中的定位用MAP-2標記神經(jīng)元，用GFAP標記星形膠質細胞。通過實驗我們可以得到，在外傷性腦損傷后3 d，F(xiàn)oxj1在神經(jīng)元和星形膠質細胞中較假手術組有明顯增高的表達。見圖1。

2.2外傷性腦損傷后Foxj1與細胞增殖的關系用NeuN標記神經(jīng)元，用GFAP標記星形膠質細胞，用Ki67標記增殖細胞。通過實驗可以得到，外傷性腦損傷后Foxj1與神經(jīng)元、星形膠質細胞以及增殖細胞都存在共定位。見圖2。

3討論

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

最近的實驗發(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，包括了復雜的生理和生化機制。腦損傷以后，星形膠質細胞發(fā)生增生，表型的改變，細胞的肥大，具有星形膠質細胞特異性膠質纖維酸性蛋白表達增高的特征。星形膠質細胞增生是急性和慢性神經(jīng)變性疾病共有的特征，和腦外傷誘導的炎癥組分密切相關，也和腦損傷后腦功能的恢復密切相關[12]。

圖1　大鼠腦損傷后Foxj1在神經(jīng)細胞中定位的免疫熒光分析

圖2　外傷性腦損傷后Foxj1與細胞增殖關系的免疫熒光分析

有學者報道，F(xiàn)oxj1能夠促使出生后放射性膠質分化為室管膜細胞和星形膠質的一個亞群，然而這兩種細胞的亞群能夠分化為神經(jīng)元、星形膠質細胞和少突膠質細胞[13]。本實驗發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxj1在腦外傷后的神經(jīng)元和星形膠質細胞中都有增殖的表達，而且與增殖細胞的標記物有共定位。因此，我們可以推測Foxj1具有促進腦損傷后神經(jīng)干細胞分化為神經(jīng)細胞從而恢復腦功能和填補缺失的神經(jīng)細胞的功能。

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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]R 651.15

[文獻標識碼]A

[文章編號]1008-7044(2016)01-0009-03

DOI：10.14126/j.cnki.1008-7044.2016.01.004

[作者簡介]于志華(1984-)，男，醫(yī)師，研究生。