宮內生長受限幼鼠神經發育水平及腦組織氧化應激狀態研究▲

王京京 張引國

1 天津市西青醫院婦科，天津市 300380；2 天津大學醫學部，天津市 300072

胎兒宮內生長受限(intrauterine growth restriction，IUGR)是指胎兒體重小于同胎齡胎兒體重的第10百分位數[1]。臨床多以“出生體重低于同胎齡、同性別胎兒平均值的第10百分位數或2個標準差[2]”作為診斷依據。IUGR不僅會導致圍產兒高發病率及高死亡率[3]，亦與小兒成年后心血管、神經及呼吸等相關疾病的發生有著密切的關系，在IUGR相關的諸多并發癥中，神經系統發育異常因其高致殘率備受關注[4-6]。調查結果[7]顯示，我國人群的IUGR發生率約為6.39%，給患兒及其家庭帶來極大的不良影響。IUGR胎兒處于一種相對低氧及營養缺乏的環境中，而低氧和營養缺乏可通過氧化應激導致神經損傷。為探討宮內生長受限神經損傷的發病機制，本研究通過孕鼠子宮動脈結扎建立了宮內生長受限大鼠模型，就宮內生長受限幼鼠的神經發育水平及腦組織氧化應激狀態進行了研究，現將結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 9～10周齡Wistar大鼠28只，購自軍事醫學科學院實驗動物中心，其中雌鼠21只，體重250～280 g；雄鼠7只，體重300～320 g。超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、羥自由基試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 建立IUGR大鼠模型 28只雌雄鼠分籠適應飼養1周后，將雌雄鼠同籠飼養。飼養過程中，保持12 h晝/夜周期、室溫(20±2)℃、濕度(55±10)%，大鼠自由飲水取食。同籠飼養次日清晨，對雌鼠進行陰道涂片鏡檢，以觀察到大量精子記為妊娠第0天，同時將孕鼠分籠單獨飼養。利用隨機數字法將14只孕鼠隨機分為子宮動脈結扎組(7只)和假手術組(7只)。在妊娠第18天，對子宮動脈結扎組孕鼠行子宮動脈分離結扎，對假手術組孕鼠僅進行子宮動脈分離，不結扎，術后關閉腹腔并縫合。從每只子宮動脈結扎組大鼠產出的子鼠中隨機選取1只作為IUGR組(共7只)，從每只假手術組孕鼠產出的子鼠中隨機選取1只作為對照組(共7只)。

1.2.2 體格發育及神經發育測試 (1)體重及體格發育指標：在幼鼠出生后立即測量其體重、身長、尾長、肛殖距和頭圍。(2)神經發育指標：①在幼鼠出生后第3天，將其仰放于平臺上開始計時，記錄幼鼠翻轉至四肢著地時所用的時間即為翻正反射時間；②在幼鼠出生后第7天，將其放置于距離地面20 cm高的木制平臺邊緣，記錄幼鼠從平臺邊緣退回的時間即為懸崖回避時間；③在幼鼠出生后第8天，將其置于一個坡度為30°的斜面上，頭朝下，并開始計時，記錄幼鼠頭轉到朝上位置(旋轉180°)所用的時間即為負性趨地時間；④在幼鼠出生后第12天，將其前肢懸于一個固定好的水平橫杠上，記錄其握桿持續時間即為前肢握桿時間。

1.3 統計學處理 運用SPSS 19.0統計學軟件進行數據分析。計量資料用x±s表示，組間均數比較用獨立樣本t檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組幼鼠出生時的體重及體格發育指標比較 IUGR組幼鼠出生時的體重、身長、尾長、頭圍及肛殖距均明顯小于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組幼鼠出生時的體重及體格發育指標比較 (n，x±s)

2.2 兩組幼鼠的神經反射時間比較 IUGR組幼鼠的翻正反射、懸崖回避、負性趨地時間均顯著長于對照組，前肢握桿時間顯著短于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組幼鼠的神經反射時間比較 (s，n，x±s)

2.3 兩組幼鼠腦組織SOD活力、MDA水平及抑制羥自由基能力比較 IUGR組幼鼠前額葉、海馬和小腦組織勻漿的SOD活力、抑制羥自由基能力顯著低于對照組，MDA水平顯著高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3、表4、表5。

表3 兩組幼鼠腦組織勻漿SOD活力比較 (U/mgProt，n，x±s)

表4 兩組幼鼠腦組織勻漿中MDA含量比較 (U/mgProt，n，x±s)

表5 兩組幼鼠腦組織勻漿中抑制羥自由基能力比較 (U/mgProt，n，x±s)

3 討 論

造成宮內生長受限(IUGR)的主要原因包括母體因素、胎盤因素、臍帶因素及胎兒因素，其中以多種因素所致的子宮胎盤灌注不良在臨床上最為常見[8]。通過給孕鼠行子宮動脈結扎術，導致子宮胎盤供血供氧不良，是建立IUGR模型常用的方法之一[9]。

神經反射是機體感覺、運動、平衡與判斷等能力的綜合表現，被認為是一種可以反映和評價中樞神經系統功能發育狀況的早期敏感指標[10]。而平面翻正、負性趨地、懸崖回避等反射是觀察新生大鼠早期神經發育狀況的常用指標[11]。平面翻正反射和負性趨地反射與姿勢調控有關，需要小腦前庭系統的整合和參與。懸崖回避反射及前肢握力能反映出機體體感運動中樞發育的程度，其中海馬參與了機體對位置信息的調控。本實驗結果顯示，IUGR組幼鼠的翻正反射、懸崖回避、負性趨地時間均顯著長于對照組，前肢握桿時間顯著短于對照組，提示宮內生長受限幼鼠運動、感覺、小腦前庭系統和海馬位置系統等的神經發育明顯延遲。

胎兒在子宮內的生長發育主要依靠胎盤不間斷的供氧及輸送各種營養物質，而正常妊娠狀態的母體處于高代謝水平，其氧化和抗氧化保持平衡。SOD作為氧自由基清除的特異酶，其水平高低可反映出機體的抗氧化能力[12]；MDA為脂質過氧化反應的代謝產物，能反映出機體脂質過氧化的狀況和組織受自由基損傷的嚴重程度[13]。羥自由基作為氧自由基的一種，是公認的生物系統中最具活性的物質，能導致生物體內DNA、蛋白質和脂質氧化損傷[14]。通過檢測這三項指標可初步了解IUGR機體的氧化應激狀況。本研究結果顯示，IUGR組幼鼠的前額葉皮質、海馬和小腦的SOD活力和抑制羥自由基能力均明顯低于對照組，而MDA水平則顯著高于對照組，提示宮內生長受限幼鼠的腦組織處于較高的氧化應激狀態。

宮內生長受限幼鼠較高的氧化應激狀態可能與其在胚胎期處于缺血缺氧、營養供給不足的生長環境中有關，這種特定的生長環境會導致幼鼠機體內氧化與抗氧化系統的失衡，一方面大量自由基攻擊膜脂質中的不飽和脂肪酸，造成脂質過氧化代謝終產物增多；另一方面機體為了清除過多的自由基而導致SOD水平降低[15]。本研究通過探討宮內生長受限幼鼠的神經發育及氧化應激狀況，將有助于了解宮內生長受限的發生機制，從而為臨床對宮內生長受限患兒進行早期干預提供參考。