家兔烫伤早期脑水肿脑组织AQP4表达与MRI成像的研究

湖南省株洲市中心医院烧伤整形科，湖南 株洲 412000

家兔烫伤早期脑水肿脑组织AQP4表达与MRI成像的研究

陈军

湖南省株洲市中心医院烧伤整形科，湖南 株洲 412000

目的通过探究家兔烫伤早期脑水肿脑组织水通道蛋白4(AQP4)与磁共振(MRI)成像的相关性，进一步研究AQP4与脑水肿的关系。方法选择42只家兔，分成观察组与空白对照组，观察组制作烫伤模型，于烫伤后1h、2h、3h、4h、5h、6h进行MRI检查和AQP4检测。结果烫伤后观察组4～6h 表观弥散系数(ADC)明显低于空白对照组，2～6h AQP4表达水平高于空白对照组，4h达高峰，且观察组1～6h AQP4mRNA水平高于空白对照组，差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论烫伤早期脑组织中AQP4的表达与ADC值呈负相关，AQP4与脑水肿的发生密切相关。

烫伤；脑水肿；AQP4；MRI；ADC

脑水肿时脑内水分增加、脑容积增大，可分为血管源性脑水肿和细胞毒性脑水肿[1]。严重烧伤患者，常死于各种严重并发症，近年来各种脏器并发症发生率不断降低，脑水肿的发生率却未见明显下降，患者烧伤后各种症状往往会掩盖脑水肿症状，且严重烧伤患者早期无客观指标对脑水肿进行确切诊断，烧伤患者生前脑水肿诊断率只有25%左右。脑是人体中最重要的器官，脑水肿不及时诊治，颅内压增高，甚至形成脑疝，危及患者生命，AQP4是脑组织中重要的水通道蛋白，与脑水肿具有重要相关性，MRI对中枢神经系统病变诊断有高度的准确性和敏感性，为了提高烧烫伤后早期脑水肿的诊治水平，笔者特对烫伤早期脑水肿AQP4表达规律和MRI成像进行了研究，现报告如下：

1 材料与方法

1.1 实验动物 健康家兔，体重2.9±0.3kg，5～7月龄。

1.2 实验仪器 GE Signa Highspeed 1.5T超导型MRI仪，由美国GE公司生产。

1.3 方法

1.3.1 分组 取健康家兔42只，饲养一周，鉴定合格后，编号，按体重分层，随机分成7组，即空白对照组，烫伤后1h观察组、2h观察组、3h观察组、4h观察组、5h观察组和6h观察组，每组6只动物，空白对照组不作任何处理，两组家兔在体重、饲养方式等资料方面差异无统计学意义(P>0.05)。

1.3.2 烫伤模型制作 家兔全麻，聚乙烯垫片作防护片，作家兔50%体表面积的椭圆形空洞，盖住家兔，漏出烫伤区，用8%硫化钠脱毛，将欲烫伤区浸入100℃水中10s，制作50%体表面积的Ⅲ度烫伤模型，并经病理组织学证实，伤后常规喂养。

1.3.3 MRI扫描 将家兔麻醉，头部正中矢状线与扫描台中心线重叠俯卧位于扫描台上，兔双外耳道连线为基线，采用GE Sig na Highspeed 1.5T超导型MRI仪(T1WI：TE—7.8ms，TR—500ms；T2WI：TE—84ms，TR—4350ms；DWI：TE—87ms，TR—5000ms，视野：230×230mm，矩阵：128×128，回波平面成像；弥散张量成像(DTI)：TE—85ms，TR—6000ms)作连续22层冠状扫描。

1.3.4 AQP4检测 MRI扫描后，取脑组织，制成石蜡切片，采用免疫组织化学法测定AQP4表达水平，用荧光定量PCR测定AQP4mRNA水平。

2 结果

实验结果表明，烫伤后观察组4～6h 表观弥散系数(ADC)明显低于空白对照组，2～6h AQP4表达水平显著高于空白对照组，4h达高峰，且观察组1～6h AQP4mRNA水平高于空白对照组，差异均具有统计学意义(P<0.05)。详见表1：

表1 两组家兔观察指标比较±s)

注：与空白对照组比较，*P<0.05

3 讨论

脑内水分平衡对维持脑组织的正常生理功能具有重要的意义，如大于正常比例，将成为脑水肿。严重烧烫伤对机体产生强烈刺激并大量脱水，氧化应激和全身炎症反应等被迅速激发，全身低血容量，脑组织缺血缺氧，破坏机体水平衡，反馈性引起脑组织内AQP4mRNA表达，伤后2h血脑屏障开放，水分子进入脑实质，加重脑水肿发生。烧伤6h后脑水肿既有血管源性脑水肿，又有细胞毒性脑水肿的表现。烧伤早期脑水肿的发生较为隐匿，且没有客观的检测指标进行评价，诊断率较低。

MRI对中枢神经系统病变检测有高度的敏感性，但在脑水肿早期，常规T1WI与T2WI无法对脑水肿种类进行鉴别，近年发展的DWI技术，能对纯水分子进行弥散移动检测，通过计算ADC值推断水分子的弥散程度，从而对脑水肿种类加以鉴别，血管源性水肿时ADC值升高，细胞毒性水肿时ADC值降低，在本研究中观察组ADC值降低，表明在烫伤早期以细胞毒性脑水肿为主。

AQP4是脑组织内主要的水通道蛋白，AQP4与脑水肿的发生密切相关，通过研究AQP4与早期脑水肿的关系，从而采取措施对AQP4加以控制，对烧烫伤早期脑水肿的控制具有重要意义。AQP4是水分快速流动的通道[2]，在脑水肿时AQP4高度表达是对脑组织的保护作用，还是促进脑水肿的形成，迄今为止尚无统一定论。大量的研究提示，AQP4可促进细胞毒性脑水肿和抑制血管源性脑水肿的形成[3]。本研究中，烫伤后AQP4表达水平均高于正常，4h达高峰水平，可能因机体在烫伤后4h出现代偿，同时烫伤后AQP4mRNA的水平也相应增高，证实AQP4在脑水肿的发生中具有重要作用，且与ADC值呈负相关。

[1]Oshio K，Watanabe H，Song Y，et al.Reduced cerebrospinal fluid production andintracranial pressure in mice lacking choroid plexus water channel aquaporin-1[J].Faseb J，2005，19(1):76-78.

[2]Pierpaoli C，Jezzard P，Basser PJ，et al.Diffusion tensor MR imaging of the human brain[J].Radiology，1996，201(3):637-648.

[3]Albrecht J，Zielinska M，Norenberg MD.Glutamine as a mediator of ammonia neurotoxicity: A critical appraisal[J].Biochem Pharmacol，2010，80(9):1303-1308.

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1007-8517(2014)01-0023-02

2013.11.08)