6-OHDA诱导大鼠不同脑区星形胶质细胞反应差异的研究

作者：董玉林，张志军，倪衡建 作者单位：(南通大学医学院人体解剖学教研室，神经生物学研究所，江苏省神经再生重点实验室，南通226001)

【摘要】 目的：观察大鼠不同脑区中的星形胶质细胞对6-羟多巴(6-OHDA)局部注射反应的差异。方法：将6-OHDA局部注入大鼠脑内黑质致密部(SNc)、纹状体(CPu)、腹侧被盖区(VTA)和额叶联合皮层(FrA)，用免疫组织化学方法观察这些脑区中星形胶质细胞的变化。结果：6-OHDA注入1 d后各脑区星形胶质细胞反应较轻，7 d后反应明显，并持续至14 d;各组相比较以SNc组和VTA组反应明显，而CPu组和FrA组反应较轻。结论:大鼠不同脑区中的星形胶质细胞对6-OHDA局部注射后的反应存在差异。

【关键词】 星形胶质细胞;6-羟多巴;黑质致密部;纹状体;腹侧被盖区;额叶联合皮层;大鼠

The reactions of astrocytes in different brain regions in rat model induced by 6-OHDA

　　DONG Yulin, ZHANG Zhijun, NI Hengjian (Department of Human Anatomy, Medical School, Institute of Neurobiology, Nantong University; Jiangsu Key Laboratory of Neuroregeneration, Nantong 226001)

　　[Abstract] Objective:To observe the reactions of astrocytes in different brain regions in rat model induced by 6-OHDA. Methods:The reactive astrocytes in substantia nigra compact part(SNc), caudate putamen(CPu), ventral tegmental area(VTA)and frontal association cortex(FrA) induced by 6-OHDA were detected by immunohistochemical staining. Results:The reactions of astrocytes were hardly detected on day1 after injecting 6-OHDA. From day 7 on wards the reactions were significant. We also found that the reactions of astrocytes in SNc and VTA were more remarkable than that in CPu and FrA. Conclusion:The reactions of astrocytes in some related brain regions in rat model induced by 6-OHDA were different.

　　[Key words] Astrocyte;6-OHDA;Substantia nigra compact part;Caudate putamen;Ventral tegmental area;Frontal association cortex;Rat6-羟多巴(6-OHDA)是目前建立偏侧帕金森病(Parkinson’s disease，PD)

　　动物模型常用的神经毒剂，能选择性损伤单胺能神经元[1]。将其注入黑质致密部(SNc)、纹状体(CPu)或前脑内侧束时，会引起黑质DA能神经元的大量退变死亡及纹状体内的DA水平下降。在6-OHDA诱导的PD模型及PD患者脑中都发现CPu和SNc脑区出现明显的胶质细胞反应。将6-OHDA局部注入腹侧被盖区(VTA)或额叶联合皮层(FrA)能否同样诱导其中DA能神经元胞体及末梢的退变死亡，以及能否激活其内的星形胶质细胞?目前未见详细的研究报道。本实验将6-OHDA局部注入大鼠SNc、CPu、VTA和FrA脑区，观察这些脑区中星形胶质细胞反应的情况，借以探讨不同脑区中的星形胶质细胞对6-OHDA反应的差异性，为进一步研究星形胶质细胞参与DA能神经元及其末梢选择性损伤的机制及临床治疗PD等神经退行性疾病提供一定的实验依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 实验动物和主要试剂 成年雄性SD大鼠48只，体重220 g左右(南通大学实验动物中心提供)。6-OHDA(Sigma公司)，小鼠抗GFAP(Chemicon公司)，HRP标记的山羊抗小鼠抗体(Chemicon公司)，二氨基联苯胺(DAB)(Sigma公司)。

　　1.2 实验动物模型制作及分组 实验组分4组：在脑立体定位仪上将新鲜配制的5%6-OHDA 4 μl溶于0.01%含抗坏血酸的生理盐水中(冰浴避光)，注入右侧的SNc、CPu、VTA和FrA脑区(即SNc组、CPu组、VTA组、FrA组)，分别于注射后1、7、14 d灌注取材，每组每个时间点各3只大鼠;对照组(saline组)相应脑区注射生理盐水，注射部位、剂量及取材时间同实验组。

　　1.3 免疫组织化学染色 大鼠麻醉后，常规灌注固定、取脑后行冠状位连续冰冻切片，片厚30 μm，隔四取一，依据Paxinos和Watson的大鼠脑图谱，挑选每只大鼠SNc、CPu、VTA和FrA 4个脑区的切片各1套(6张/套)。切片用0.01 mol/L PBS(pH7.4)洗涤3次，每次10 min;用8%正常山羊血清室温封闭30 min，吸去血清，加小鼠抗GFAP(1︰2000)孵育3 d，加HRP标记的山羊抗小鼠抗体(1︰200)孵育2 d;用PBS洗涤3次，每次10 min;新鲜配制的二氨基联苯胺(DAB)和H2O2混合反应液显色。反应完毕后常规脱水透明，显微镜下观察并拍照。对照组操作步骤同上。

　　2 免疫组织化学染色结果

　　saline组大鼠各部位脑切片中，星形胶质细胞为静息状态，胞体小，在切片上不易发现(图1，见封二)。6-OHDA局部注射1 d后，各脑区星形胶质细胞有轻度反应，细胞浅染，细胞形态隐约可见，不规则;6-OHDA注射7 d后，星形胶质细胞反应非常明显，细胞深染，胞体变大，形态清楚，可见突起增粗;各脑区间以SNc和VTA脑区的反应更加显著(图2，见封二);6-OHDA注射14 d后，仍可见星形胶质细胞的反应，但已经减弱。

　　3 讨 论

　　星形胶质细胞是神经细胞中数量最多的(10倍于神经元的数量)，它位于神经元胞体和突起的周围，参与维持和调理细胞外环境，摄取和释放神经递质，提供营养、能量物质和神经递质前体，调整中枢神经系统的炎症和免疫反应，诱导和帮助维持血脑屏障，并促进神经元的生长、修复和再生[2-3] 。

　　在6-OHDA诱导的PD模型及PD患者脑中都发现CPu和SNc脑区胶质细胞出现明显反应。被激活的星形胶质细胞形态发生了明显改变，胞体变得肥大，突起变短增粗，染色变深。同时被激活的胶质细胞会产生一些神经有害分子比如促炎症因子、前列腺素、活性氧、一氧化氮等[4-9]，进一步加重DA能神经元的损伤，而损伤的DA能神经元又会加重胶质细胞的反应。然而反应性胶质细胞在一定炎症程度范围内会产生神经营养因子(如BDNF、GDNF)及激活抗氧化应激和抗炎系统，从而对DA能神经元起保护作用。由此可见，SNc部位DA能神经元胞体和CPu部位DA能神经末梢在退变过程中与周围胶质细胞形成的非神经元环境进行了大量的“cross-talk”，反应性胶质细胞在DA能神经元退变进程中发挥了重要作用[10-13]。SNc临近脑区VTA同样富含DA能神经元胞体，其轴突主要投射至FrA脑区。

　　本实验结果提示大鼠相关脑区中的星形胶质细胞对6-OHDA局部注射后的反应存在差异，我们推测可能由于：(1)SNc、VTA脑区的DA能神经元和CPu、FrA脑区的DA能神经元末梢本身特性不同，从而对神经毒剂敏感性不同;(2)这些脑区DA能神经元胞体及末梢所处的环境(胶质细胞形成)不同，胶质细胞对神经元损伤及神经毒剂的反应性存在差异。反应性星形胶质细胞在DA能神经元退变过程中发挥神经保护作用或神经毒性损伤作用以及其机制还需要进一步探讨。

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