腦挫裂傷后腦組織中AQP 4的表達變化及意義

沈禮芹，蔣金泉，郭建杰

(遵義醫學院第五附屬珠海醫院，廣東珠海519100)

水通道蛋白(AQP)在腦內分布廣泛，近年來針對AQP在外傷性腦水腫中的作用的研究漸有報道。2009年10月～2010年12月，我們采用免疫組化法檢測20例顱腦損傷患者挫裂傷腦組織中AQP4表達變化，探討其與顱腦外傷后腦水腫的關系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 顱腦外傷患者20例中，男16例，女4例;年齡15～70歲，平均46.5歲。致傷原因:交通傷14例，墜落傷3例，打擊傷3例。均行頭顱CT檢查，均為腦挫裂傷，其中額葉挫裂傷9例，顳葉挫裂傷5例，廣泛挫裂傷6例;合并硬膜下血腫15例，腦內血腫4例，腦腫脹5例。20例均行開顱手術清除血腫和挫裂傷區腦組織，取腦挫裂傷區組織標本20例(觀察組)，其中3例因術中發生腦膨出，為充分減壓，行非功能區正常腦葉部份切除術，該3例標本為正常對照(對照組)。20例分別于傷后2 h～5 d手術。

1.2 AQP4檢測方法 所有標本采用免疫組化SP法染色，中性樹膠封固后顯微鏡觀察染片結果。采用HPIAS-1000彩色細胞分析系統進行圖像分析，每張切片選5個高倍鏡視野(×200)，測定每個視野的灰度值(灰度值越高，表達越低)，取其均值。

1.3 血腦屏障(BBB)指數的測算 術中經側腦室穿刺或腰穿取腦脊液檢查，抽取靜脈血行血清白蛋白檢測。根據文獻［1］計算BBB指數。

1.4 腦水腫帶面積測定 根據患者的頭顱CT表現評估腦水腫程度。腦水腫最大層面中，水腫帶面積=(水腫帶外長徑×水腫帶外短徑)－(水腫帶內長徑×水腫帶內短徑)。

2 結果

2.1 兩組腦組織中AQP4表達變化 傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，觀察組中AQP4表達逐漸增高，其灰度值分別為 142.3 ±7.1、118.4 ±6.8、134.7 ±6.2，于傷后24～72 h達高峰，隨后下降(P均 ＜0.05)。對照組中AQP4 灰度值為164.5 ±4.8，較觀察組各時點均低(P均＜0.05)。

2.2 傷后各時點腦水腫帶面積和BBB指數變化顱腦損傷后挫裂區腦組織水腫呈逐漸加重，傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，水腫帶面積為(3.5 ±0.45)、(6.2 ±0.53)、(4.4 ±0.48)cm2，24 ～72 h 達高峰，之后有所下降(P均＜0.05)。傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，BBB 指數分別為 0.008 0 ±0.000 1、0.008 2 ±0.000 2、0.007 9 ±0.000 2(P 均 ＞0.05)。

2.3 腦組織中AQP4表達與腦水腫程度和BBB指數的關系 傷后2～24 h、～72 h、～5 d時，AQP4表達與腦水腫程度均呈正相關(r分別為0.904、0.972、0.895，P 均 ＜0.05);傷后 2 ～24 h 時，AQP4表達與 BBB指數變化呈正相關(r=0.793，P＜0.05)，其余時點均無相關性(r 分別為 0.364、0.296，P 均 ＞0.05)。

3 討論

傳統觀念認為，顱腦損傷后腦水腫的發生與能量代謝、微循環障礙、氧自由基、鈣離子超載等有關。目前研究發現，AQP在其中起著不可忽略的作用［2］。AQP在大腦、間腦、中腦、小腦、腦干均有分布［3］。AQP4蛋白主要在星形膠質細胞室管膜細胞內表達，尤其在與毛細血管和軟腦膜接觸的膠質細胞上及血管周圍的星形膠質細胞足突上表達豐富［4］，其通過對微小滲透壓變化產生迅速且敏感的細胞容量改變，而通過下丘腦合成和釋放精氨酸血管加壓素(AVP)調節水排泄［5］。對維持細胞外滲透壓有重要作用［6］。有學者認為［7］，發生腦水腫時，AQP4表達增加或減少是星形膠質細胞適應細胞外環境變化而做出的反應，是一種內源保護機制。對AQP4的表達的研究目前多局限于動物實驗，對于人挫裂傷腦組織是否表達及其與腦水腫關系的研究報道尚不多見。

筆者發現，人腦外傷后挫裂傷區腦組織AQP4表達明顯上調，并有一定的時間和空間變化規律，而挫裂傷遠隔部位正常腦組織AQP4表達較低(P＜0.05)，這與 Sun 等［8］的研究結果相符合。本研究結果表明，顱腦損傷患者傷后挫裂傷腦組織中AQP4表達隨腦水腫程度加重而上調，高峰在傷后24～72 h，二者呈正相關關系。說明AQP4可能在腦水腫發生、發展中起著重要的作用。BBB指數越高，則BBB通透性越高。

本研究結果發現，人腦挫裂傷后腦組織中AQP4表達與BBB指數在傷后24 h內變化呈正相關，24 h后則無明顯相關。說明腦損傷后BBB的破壞是早期腦水腫發生的主要原因，而后期則與繼發細胞毒性腦水腫有關。因此，對顱腦損傷患者調控AQP4在腦組織中的表達，可能為治療顱腦損傷后的繼發性腦損傷提供新的臨床策略，抑制AQP4的活性有可能能達到減輕腦水腫、保護神經的目的。

雖然本研究取得了與多數動物實驗相似的結果，但仍然存在研究樣本量少，各病例間存在個體差異;不能對同一患者采集正常腦組織進行對比研究;不能對同一患者傷后不同時間腦組織中AQP4進行檢測及對比等。因此我們認為，對于AQP4在外傷性腦水腫中的作用，由于研究方法、手段以及觀察時間的不同，結論可能并不一致，尚需進一步深入研究。

［1］王擁軍.神經病學實驗室診斷技術［M］.北京:科技文獻出版社，1998:395-398.

［2］Badaut J，Lasbennes F，Magistretti PJ，et al.Aquaporins in brain:distribution，physiology，and pathophysiology［J］.J Cereb Blood Flow Metab，2002，22(4):367-378.

［3］Venero JL，Vimete ML，Machado A，et al.Aquaporins in the central nervous system［J］.Prog Neurobiol，2001，63(3):321-336.

［4］Niselen S，Nagelhus EA，Amiry-Moshaddam M，et al.Speciailzed membrane domains for water transport in glial cells:high-resolution imlounogold cytochemistry of aquaproin-4 in rat brain［J］.J Neurosic，1997，17(7):171-180.

［5］Bienert GP，Moller AL，Kristiansen KA，et al.Specific aquaporins facilitate the diffusion of hydrogen peroride across membranes［J］.Biol Chem，2007，282(2):1183-1275.

［6］Seadoun S，Papadopoulos MC，Davies DC，et al.Aquaporin-4 expression is increased in oedematous human brain turnours［J］.Neurol Neurosurg Payehia，2002，72(2):262-265.

［7］Ke C，Poon WS，Ng HK，et al.Heterogeneous responses of aquaproin-4 in edema formation in a replicated severe traumatic brain injury model in rats［J］.Neurosci Lett，2001，301(1):21-24.

［8］Sun MC，Honey CR，Berk C，et al.Regulation of aquaporin-4 in a traumatic brain injury model in rats［J］.J Neurosurg，2003，98(3):565-569.