Foxj1在大鼠脑损伤后的表达变化及意义

于志华，汪恩焕，周钟阳，姚运喜，王宏伟



Foxj1在大鼠脑损伤后的表达变化及意义

于志华，汪恩焕，周钟阳，姚运喜，王宏伟

[摘要]目的：探讨Foxj1在大鼠脑损伤后的表达变化及其意义。方法：建立大鼠脑外伤模型，利用免疫荧光方法检测Foxj1在脑损伤后脑皮质神经元、星形胶质细胞中的表达变化，以及与增殖细胞的关系。结果：Foxj1在外伤性脑损伤后的神经元和星形胶质细胞中表达增高，参与了细胞的增殖。结论：Foxj1在脑损伤后的脑皮质有增高的表达，参与了外伤性脑损伤的神经再生。

[关键词]脑外伤； Foxj1； 神经再生； 大鼠

进入21世纪以来，社会生活进入了快速发展的时期，在快节奏生活和工作的同时，随之而来的是伴发各种各样的外伤。外伤在人群死亡中所占的比例正呈现逐年上升的趋势，然而脑外伤又是各种外伤中导致死亡的首要原因和主要原因[1]。在近20年的研究中，人们试图寻找脑外伤以后脑发生的一系列生理和病理变化，以及脑功能随之发生的变化，从而发现其中的规律和线索，为提高脑外伤以后的脑功能和提高生存率探索有益的途径[2]。

Foxj1属于一种叉头状转录因子，有着被称之为翼状螺旋区域的三维结构，也有着被称之为翼状螺旋区域的三维结构[3]。Foxj1的表达和呼吸道、生殖道、中枢神经系统的具有纤毛的细胞有关[4]。如果大鼠Foxj1因子发生基因突变，将引起组织纤毛丢失和器官左右轴的不对称[5]。在实验中，我们发现Foxj1在脑损伤后脑组织中的主要神经细胞神经元和星形胶质细胞都发生部分增殖，以及与增殖细胞的标记物有共定位，因此推测Foxj1具有促进脑损伤后神经干细胞分化为神经细胞从而恢复脑功能和填补缺失的神经细胞的功能。对此，我们进行了探讨，现将结果报告如下。

1材料与方法

1.1材料成年雄性SD大鼠42只，随机分成2组(假手术组和损伤组)。10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠，无菌条件下用刀片在大鼠的右侧皮层中线旁3 mm，做长5 mm、宽1 mm、深3 mm的切口，假手术组不损伤皮层，只打开颅骨。在损伤后3 d再次麻醉大鼠，分别取假手术组和损伤组的大鼠，取夹切口周边的组织进行实验。

1.2方法取材与切片：将大鼠放置在工作台上，用1%的水合氯醛麻醉，用无菌手术器械暴露心脏，500 ml的生理盐水和500 ml的4%多聚甲醛溶液依次灌注大鼠心脏，取假手术组及损伤组的全脑，放入4%多聚甲醛中固定4 h，然后用新鲜配置的0.01M PBS漂洗3次，然后将大鼠全脑转移至DEPC处理的30%蔗糖/ PBS溶液中。最后用冰冻切片机将大鼠脑组织切成厚约10 μm的薄片，并贴于干净的载玻片上。免疫荧光：将切片晾干后，用1×PBS漂洗5 min×3次，用滤纸擦干，室温条件下滴加山羊血清封闭液封闭2 h，将50 μl一抗稀释液滴加于切片上，37℃条件下静置1 h后4℃条件下孵育过夜，37℃条件下复温45 min，1×PBS漂洗5 min×3次，滴加40~50μl的FITC 或 TRITC标记的二抗，4℃条件下避光放置2 h。避光条件下用1×PBS漂洗5 min×3次。滤纸擦干切片，避光条件下加封片剂。荧光显微镜下暗室观察。

1.3统计学方法检验结果用单因素方差分析的t检验(One way ANOVA)。P<0.05为具有统计学意义，相同条件下每组实验重复3次。

2结果

2.1Foxj1在脑外伤后脑组织神经细胞中的定位用MAP-2标记神经元，用GFAP标记星形胶质细胞。通过实验我们可以得到，在外伤性脑损伤后3 d，Foxj1在神经元和星形胶质细胞中较假手术组有明显增高的表达。见图1。

2.2外伤性脑损伤后Foxj1与细胞增殖的关系用NeuN标记神经元，用GFAP标记星形胶质细胞，用Ki67标记增殖细胞。通过实验可以得到，外伤性脑损伤后Foxj1与神经元、星形胶质细胞以及增殖细胞都存在共定位。见图2。

3讨论

脑外伤后发生神经元的凋亡，小胶质细胞的活化，多种介质参与的炎症反应，星形胶质细胞的增生，这些变化对脑组织的恢复产生不利的影响[6-7]。在各种和脑外伤相关的病理机制中，白质和灰质损伤是高死亡率和功能恢复障碍的主要原因[8]。脑损伤的病理过程包括多区域随时间发展的脑挫伤，脑血流和代谢的改变，血脑屏障的破坏导致脑水肿，细胞死亡信号的激活最终导致损伤周围脑组织神经细胞的程序性死亡[9]。损伤周围死亡细胞的宏观表现表明了随着时间推移挫伤脑组织体积的增加，最近深入实验研究发现这是一种“二次损伤扩展”[10]。最终导致损伤周围脑组织细胞延迟性死亡的过程由多种复合的机制触发，例如谷氨酸盐受体的激活，自由基介导的细胞膜的破坏，转录因子的核转位，炎症介质的表达和上调，凋亡样细胞死亡信号途径的激活。以上这些变化参与了外伤性脑损伤的病理生理机制[11]。

最近的实验发现，脑损伤发生的病理变化不是在损伤之后立即完成的，事实上，主要的病理过程是在急性损伤之后逐渐形成的，被称之为二次损伤，包括了复杂的生理和生化机制。脑损伤以后，星形胶质细胞发生增生，表型的改变，细胞的肥大，具有星形胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白表达增高的特征。星形胶质细胞增生是急性和慢性神经变性疾病共有的特征，和脑外伤诱导的炎症组分密切相关，也和脑损伤后脑功能的恢复密切相关[12]。

图1　大鼠脑损伤后Foxj1在神经细胞中定位的免疫荧光分析

图2　外伤性脑损伤后Foxj1与细胞增殖关系的免疫荧光分析

有学者报道，Foxj1能够促使出生后放射性胶质分化为室管膜细胞和星形胶质的一个亚群，然而这两种细胞的亚群能够分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞[13]。本实验发现，Foxj1在脑外伤后的神经元和星形胶质细胞中都有增殖的表达，而且与增殖细胞的标记物有共定位。因此，我们可以推测Foxj1具有促进脑损伤后神经干细胞分化为神经细胞从而恢复脑功能和填补缺失的神经细胞的功能。

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[作者单位] 安徽省蚌埠市第三人民医院 神经外科，233000

·论著研究·

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)

[中图分类号]R 651.15

[文献标识码]A

[文章编号]1008-7044(2016)01-0009-03

DOI：10.14126/j.cnki.1008-7044.2016.01.004

[作者简介]于志华(1984-)，男，医师，研究生。