學會會訊
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前言. |
雙側總頸動脈永久阻塞會造成大白鼠大腦之中度缺血(Schmidt-kastner et al., 2001)。在阻塞後一週可見到在大腦有多處之腦梗塞以及在大腦白質有缺血變化(Naritomi,1991)，並且腦血流有顯著地降低(Tsuchiya et al., 1993)，以及逐漸的學習及記憶的障礙(Ohta et al., 1997)。腦源性神經營養因子(Brain-derived neurotrophic factor)被認為和記憶的過程有關，海馬部位腦源性神經營養因子之表達和記憶之表現有關(Schaaf et al., 2001)，利用藥物與基因工程方法造成腦源性神經營養因子或其高親合性受體(TrkB )之破壞，在大白鼠、小鼠及雞會導致嚴重的學習及記憶障礙(Yamada et al., 2002)。我們先前的研究(Lee et al., 2004)顯示，在雙側內頸動脈永久阻塞後，高血壓並不會導致腦損傷，但是高血壓會降低腦源性神經營養因子之mRNA而非蛋白質在年輕大白鼠之海馬及大腦皮質部位之表達。在雙側總頸動脈永久阻塞後，腦血流會顯著地減少而造成腦損傷，並降低神經營養因子之表達。但是高血壓的存在是否會加重腦損傷程度，並影響腦源性神經營養因子之表達，尚待進一步的探討。 |
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實驗 |
使用兩組雄性大白鼠，包括正常血壓的WKY大白鼠以及高血壓的SHR大白鼠。大白鼠的週齡為10到12週，體重是270到350公克。動物缺血模型是使用雙側總頸動脈永久阻塞，研究的時間點是，偽手術組及缺血後一週及四週。 動物缺血模型之製作上，是使用吸入性麻醉法，在雙側總頸動脈阻塞後，將頸部切口縫合，讓大白鼠自由的活動。肛溫於術前及術後1, 3, 5小時及每天測量共測量七天，接著每週測量，直到大白鼠被犧牲。 HE染色是染阻塞後第4週的大白鼠腦部，以觀察其腦部組織壞死範圍的大小。腦源性神經營養因子之免疫染色及西方點墨法是使用了免疫組織化學染色的ABC方法，其定量方法是使用了VILBER LOURMAT影像系統，放射線性原位雜交是使用了硫35的探針。我們測量了在海馬CA1及dentate gyrus以及大腦皮質部位的免疫染色及放射線密度，來做比較分析。 |
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結果. |
術前，偽手術組大白鼠之血壓和手術組大白鼠之血壓間並沒有明顯的差異，在正常血壓之WKY大白鼠，術後一小時之血壓(157.6±19.5 mmHg)和術前血壓(122±9.8 mmHg)相比有明顯的增加(P= 0.01)，一直到手術後第4週(152.7±14.2 mmHg, P=0.006)。但是在高血壓之SHR大白鼠，術前及術後各個時間點間之血壓並沒有明顯的差異(P> 0.05)。在WKY及SHR大白鼠，其術前及術後各個時間點間之肛溫，並沒有明顯的變化(P> 0.05)。而WKY及SHR大白鼠兩組間於各個時間點，其肛溫亦沒有明顯的變化(P> 0.05)。HE染色則顯示在總頸動脈阻塞後第四週，SHR大白鼠比WKY大白鼠有較大範圍之腦梗塞(6044±6895 um3 vs. 144±174 um3, P= 0.044)。 腦源性神經營養因子之免疫染色顯示，腦源性神經營養因子是存在於細胞體。在總頸動脈阻塞後，在正常血壓之WKY大白鼠的海馬CA1部位腦源性神經營養因子之免疫染色之密度，在阻塞後第一週有短暫的減少(P= 0.0001)，但是在第四週時，即恢復到偽手術組的程度(P> 0.05)，而正常血壓WKY大白鼠的大腦皮質則沒有明顯的變化(P> 0.05)。在高血壓的SHR大白鼠，腦源性神經營養因子之免疫染色密度在海馬CA1及大腦皮質部位，在阻塞後第一週及第四週有顯著的減少(P< 0.05)。而在海馬dentate gyrus部位，在正常血壓的WKY大白鼠以及高血壓的SHR大白鼠，只有在阻塞後第一週有短暫的減少(P< 0.05)，西方墨點法也印證了相同的結果。 在腦源性神經營養因子之原位雜交的研究上，我們的研究顯示在正常血壓的WKY大白鼠，在海馬CA1及大腦皮質部位腦源性神經營養因子之mRNA，在阻塞後第一週有短暫的減少(P< 0.05)，在第四週時恢復到偽手術組的程度(P> 0.05)。但是在高血壓的SHR大白鼠，腦源性神經營養因子之mRNA，在海馬CA1及大腦皮質部位，由阻塞後第一週到第四週皆有顯著的減少(P< 0.05)。而在海馬dentate gyrus部位，不論是WKY大白鼠或是SHR大白鼠，腦源性神經營養因子之mRNA在各個時間點皆沒有明顯的變化(P> 0.05)。 |
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討論. |
我們的免疫組織化學染色的研究顯示腦源性神經營養因子的免疫染色是存在於細胞體，而且僅少量存在於神經纖維，我們的此種免疫組織化學染色結果和Humpel et al. (1993)及Wetmore et al. (1991, 1994)之結果相似。但是Waton及Dragunow (2000)發現腦源性神經營養因子之免疫染色亦存在於海馬dentate gyrus之神經纖維。神經生長因子(nerve growth factor)和腦源性神經營養因子在胺基酸序列組合上有超過50%的相似性，在我們先前對神經生長因子之免疫組織化學染色的研究上(Lee et al., 1998)，已經有報告過標本的固定方法及不同的抗體會造成染色後抗原存在位置的差異。我們發現神經生長因子主要是於細胞體內被合成而蓄積，並不是在神經纖維內，而且蛋白質存在的位置和其mRNA存在的位置是相同。在神經生長因子及腦源性神經營養因子的免疫染色上，我們認為抗體的選擇很重要，而要獲得成功的免疫染色，應該使用新鮮冷凍處理的腦標本，如此可以避免標本固定液對抗原的遮蔽效果，或是使用福馬林固定的腦標本，但是免疫染色前，需給予標本經過加熱處理後再染色。 在頸動脈阻塞後，在正常血壓的大白鼠，於海馬及大腦皮質部位從第二天到第十天，其腦血流會有顯著的減少(Schmidt-Kastner et al., 2001; Ohta et al., 1997)，但是在三個月後腦血流會恢復(Ohta et al., 1997)。在有高血壓的SHR大白鼠，由於長期的高血壓會導致多處腦部位之局部腦血流的降低，但是在正常血壓的WKY大白鼠則沒有此現象發生(Katsuta, 1997)。慢性腦部血液灌流的減少會破壞腦部的自我調節系統，而導致腦損傷及降低腦源性神經營養因子之表達(Irikura et al., 1996)。 腦缺血會刺激神經生長因子及腦源性神經營養因子基因的自體表達，顯示神經細胞在腦缺血傷害後會產生自我保護的反應(Lindvall et al., 1992)。我們的研究顯示在雙側總頸動脈阻塞後，腦源性神經營養因子之蛋白質及mRNA在缺血耐受性低的海馬CA1及大腦皮質部位會同步降低，但是在缺血耐受性高的海馬dentate gyrus部位，則只有短暫的減少。我們先前在局部大腦缺血的研究上(Lee et al., 1996)顯示，對缺血耐受性高的大腦皮質神經細胞，其神經生長因子會有顯著的表達，而在缺血耐受性低的紋狀體細胞則沒有顯著的表達。我們先前對前腦缺血的研究(Lee et al., 1995, 2002)，亦顯示神經生長因子及腦源性神經營養因子在缺血耐受性低的海馬CA1部位有顯著的減少，但是在缺血耐受性高的海馬CA3及dentate gyrus部位則只有輕微及短暫的減少。已知給予此些神經營養因子對缺血後之神經細胞具有保護作用(Beck et al., 1994; Kiprianova et al., 1999)。我們認為缺血傷害後之自我保護功能，可能取決於受傷後之神經細胞維持其神經營養因子濃度之能力。 慢性高血壓會造成腦部血管壁增厚，導致腦部血管內灌注空間減少(Clozel et al., 1989)。在頸動脈阻塞後，慢性高血壓會增加腦部血管的阻力，造成腦血流的減少(Fujishima et al., 1981)。在右側中大腦動脈阻塞後，和正常血壓WKY大白鼠相比較，有高血壓之SHR大白鼠會有較大的腦梗塞體積(Grabowski et al., 1988)。Schmidt-Kastner et al. (2001)曾經報告過在正常血壓的大白鼠在雙側總頸動脈阻塞後，腦源性神經營養因子mRNA在缺血耐受性高的海馬dentate gyrus部位，於阻塞後六小時有短暫性的增加，但是在缺血耐受性低的海馬CA1及大腦皮質部位，由阻塞後六小時至兩週皆沒有變化。我們先前的研究顯示(Lee et al., 2004)雙側內頸動脈永久阻塞不會造成神經細胞受傷，但是在缺血耐受性低的海馬CA1及大腦皮質部位，會發現腦源性神經營養因子之mRNA及蛋白質之間有表達背離之現象，尤其是在年輕的高血壓大白鼠更明顯，但是在缺血耐授性高的海馬dentate gyrus部位，則沒有表達背離的現象。我們目前的研究顯示在雙側總頸動脈永久阻塞後，腦血流會降低，而且腦源性神經營養因子之mRNA及蛋白質在海馬CA1及大腦皮質部位有同步降低的現象，尤其在有高血壓的大白鼠更明顯，但是在海馬dentate gyrus部位則只有短暫的降低。 |
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總結. |
我們的研究顯示在腦缺血的情況下，高血壓不僅會使腦損傷惡化，在缺血耐受性低的海馬CA1及大腦皮質部位，也會降低腦源性神經營養因子之mRNA及蛋白質之表達。我們認為在臨床上，對於有頸動脈狹窄病患，有必要控制其高血壓以避免腦部損傷的擴大。 |
