实验性大鼠脑出血急性期血浆和脑组织中胰岛素样生长因子-1的含量.doc

1、实验性大鼠脑出血急性期血浆和脑组织中胰岛素样生长因子-1 的含量作者：吕云利 付学锋 路奎 廖军 徐文武 【关键词】 大鼠 关键词: 大鼠;脑出血;胰岛素生长因子-1;脑组织;血浆 摘 要:目的 探讨胰岛素生长因子 -1（IGF-1）在实验性脑出血大鼠急性期血浆和脑组织中的含量变化，阐明在脑出血过程的作用. 方法 SD 大鼠 80 只，随机分为对照组、小量脑出血组、中量脑出血组和大量脑出血组，每组 20 只，每组按出血后 1，8，24，48 和 72h 再分成 5 小组，每小组 4 只.采用 Nath 法建立大鼠脑出血模型，用放射免疫法测定血浆和脑组织中 IGF-1 的含量. 结果 与对照组相

2、比，大，中，小量脑出血组在脑出血后 1h 血浆中的 IGF-1 量开始减少，但无显著差异，8，24 和48h 下降明显（P0.01） ，以 8h 下降最明显，72h 已恢复至 1h 水平，与对照组相比，脑出血后 1，8，24 和 48h 血肿周围脑组织中 IGF-1 的含量明显增高（P0.01） ，8h 为峰值，以后逐渐下降，72h 接近对照组.大，中，小量脑出血组在 8，24 和 48h 时象相比有非常明显差异（P0.01）. 结论 IGF-1 可能参与了脑出血的病理生理过程，是一个新的相关因素. Keywords:rat;cerebral hemorrhage;insulin-like g

3、rowth factor-1;perihemotoma;plasma Abstract:AIM To observe insulin-like growth factor-1（IGF-1）concentration change in plasma perihemotoma of rats with acute cerebral hemorrhage in order to explore the effect of IGF-1on acute cerebral hemorrhage.METHODS Eighty SD rats weighted250300g were randomly as

4、signed to four groups:control group，and little，medium，large quantity hemorrhage groups with each group divided into1，8，24，48and72h post hemorrhage subgroups.The model of cerebral hemorrhage was copied according to Naths and IGF-1contents in rat plasma and perihemotoma were mea-sured with radioimmuno

5、assay.RESULTS Compared to con-trol group，plasma IGF-1content began to decrease after a-cute cerebral hemorrhage，with no significant difference at1and72h，significant difference（P0.01）at8，24and48h post cerebral hemorrhage，especially at8h;and with no sig-nificant difference at the same time-points duri

6、ng three exper-iment groups.Compared to control group，IGF-1contents in perihemotoma appeared statistically significantly higher dur-ing48h post acute hemorrhage（P0.01 ） ，at the peak at8h，but72h post hemorrhage not significantly higher.Among three experiment groups，IGF-1contents in large quantity hem

7、orrhage group appeared significantly higher than that in little and medium hemorrhage ones from8to48h post hem-orrhage（P0.01）.CONCLUSION IGF-1might be in-volved in the pathogenesis of acute cerebral hemorrhage. 0 引言 胰岛素生长因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）具有促进生长发育，促进物质代谢，降低血糖，促进细胞分裂增殖作用.由于它能介导生

8、长激素的作用，也曾被称为生长介素.它对细胞的生物效应是通过其受体来实现的.随着分子生物学的发展，其在神经系统的作用，已广泛受到重视.1997 年，Schwabs 等1 首次报告了 20 多例急性缺血性脑卒中患者血浆 IGF-1 水平明显低于对照组，并认为它在急性缺血性脑损害的病理生理过程及治疗中可能有重要的作用，但 IGF-1 在急性脑出血血浆和血肿周围脑组织中的含量变化国内外尚未见报道.我们采用大鼠脑出血模型，动态观察急性脑出血脑组织中 IGF-1 的含量，并探讨IGF-1 在脑出血的病理生理过程中的意义. 1 材料和方法 1.1 材料 健康雄性 SD 大鼠 80 只（第四军医大学实验动物中

9、心提供） ，体质量 250300g，随机分为对照组、小量脑出血组、中量脑出血组及大量脑出血组，每组 20 只，每组又分为出血后，1，8，24，48 和72h，5 小组，每小组 4 只. 1.2 方法 采用 Nath 等2 方法将大鼠用戊巴比妥钠 ip 麻醉（30mgkg-1 ） ，俯卧位固定于立体定位仪上，找到前囟后0.2mm，中线右侧旁开 3mm 处，用钻头钻一直径为 1.5mm 圆孔，深度达硬脑膜表面，微量注射器沿孔进针约 6mm;将未肝素化的大鼠自体动脉血（尾动脉）以 20Lmin-1 ，速度推入脑，缓慢出针，小量出血组注射血量为 25L，中量为 50L，大量为 100L，对照组操作过程

10、同上，但不向脑内注射血，注射部位为尾壳核.术后根据 Rosen-berg3 的评定方法判定大鼠神经损害症状，成功率为 100%.而对照组无神经损害体征.按规定时间（1，8，24，48 和 72h）麻醉动物，开胸心脏刺取血2mL，迅速置入含有 100gL-1 EDTA-Na2 20L 抑肽酶 20L 试管混匀，取完血浆后，行主动脉插管，生理盐水 250mL 快速灌注，立即取出脑组织入 100生理盐水中煮 5min，分离出血肿及周围脑组织称重，置匀浆器（0.1mol HCl 的匀浆液）匀浆，对照组的取材与出血部位相同（即尾壳核周围）.上述匀血浆和匀浆液在 43000rmin-1 离心10min，取

11、上清液-20贮存待测.IGF-1 药盒属由美国 Diagnostic Systems Laboratories Inc.USA 提供.测定过程按说明书进行. 统计学处理:结果以 x s 表示，用方差齐性检验 SPSS 软件处理. 2 结果 2.1 血浆的 IGF1 含量 与对照组相比，大中小出血组血浆中 IGF-1 含量在脑出血后 1h 即有下降趋势，但无差异性，8，24 和 48h 下降呈显著差异（P0.01） ，以 8h 下降最明显;72h 仍有下降，已恢复到 1h水平（P0.05）.3 个实验组在同一时点相比及对照组各时点相比均无显著差异（P0.05，Tab1）. 2.2 脑组织中的 I

12、GF1 含量 与对照组相比，大，中，小出血组血肿周围脑组织中 IGF-1 含量在脑出血后 1，8，24 和 48h 明显升高（P0.01） ，8h 为峰值，以后逐渐下降，72h 接近对照.大量出血组与中，小量出血组在 8，24 和 48h 时象有明显性差异（P0.01） ，对照组呈逐渐升高趋势（Tab2）. 表 1 血浆中 IGF-1 的变化 略 表 2 脑组织中 IGF-1 的变化 略 3 讨论 IGF 的结构和胰岛素相似，其主要功能是参与人和脊椎动物的正常生长发育.对神经细胞有再生作用，是受生长激素调节的单链多肽.由 70 个氨基酸组成，在全身多种组织均可以表达.它对神经系统的作用主要是是

13、刺激轴突生长和神经递质合成，促进少量胶质细胞分化等4 .大量动物实验表明脑缺血，缺氧 3d 以后在脑损害区 IGF-1 表达量增加，其作为一种内源性细胞因子，保护机体以抑制机体损害，在非神经元和神经元细胞中干扰细胞凋亡.多数研究认为 IGF-1 能改善神经运动功能，提高学习能力，改善记忆力，具有高级脑功能的神经调质作用5-7 .Schwab等1 认为急性脑梗死患者血浆中的 IGF-1 降低的原因可能是血浆内IGF-1 向脑缺血区转移.因为血浆内与 IGFBP3 结合的 IGF-1 可以通过血脑屏障8 .IGF-1 对神经保护作用机制尚不清楚，可能与下列机制有关.脑神经损伤后神经元死亡的主要方式

14、是迟发性细胞死亡，即凋亡，而 IGF-1 可以预防 NO 或 NMDA 受体介导的脑毒性作用，减少皮层细胞凋亡数.IGF-1 与其受体结合发挥生物效应，激活磷酯酰肌醇-3 激酶和有丝分裂原激活蛋白激酶将有丝分裂和代谢信号传递到细胞内，促进神经元和神经轴突生长.IGF-1 与其结合的蛋白结合成为 IGF-1 的储存库，延缓了其半衰期，其结合蛋白作为 IGF-1 的转用蛋白，控制着其通过血脑屏障9，10 .脑出血时血肿压迫脑实质，致周围脑组织缺血，缺氧，因此，脑出血可致脑缺血.我们还发现，血浆中的 IGF-1 在脑出血后数小时后下降，而血肿脑组织的 IGF-1 的含量在数小时内增高，支持了 IGF

15、-1较早参与脑出血的病理生理过程这一观点.这一结果与国外报道脑缺血时IGF-1 的变化一致1 ，证实了脑出血急性期血浆中 IGF-1 下降的原因可能是血浆内与 IGFBP3 结合的 IGF-1 通过血脑屏障向脑损害区转移，说明了脑出血与脑缺血的病机有某些共同的基础.脑出血后 848h 血浆中的 IGF-1 含量下降，而此时脑组织 IGF-1 含量增高，这可能与脑水肿有关，因此时间是脑出血后脑水肿形成的高峰期.IGF-1 作为保护性因子，从血浆中迅速通过血屏障，转移到脑损害区，抑制脑水肿的形成，从而起到保护神经细胞的作用.我们还发现 IGF-1 在脑组织中的含量变化与出血量有关系，出血量愈大，脑

16、组织中 IGF-1 含量愈高，我们认为可能是:出血量愈大，水肿形成愈明显，脑损害愈重，脑损害区对 IGF-1 需要量愈多.而血浆的 IGF-1 改变似乎不明显. 我们的结果表明，急性脑出血血浆中 IGF-1 含量较对照组下降，且到 72h 后仍未恢复至正常;而脑组织中 IGF-1 的含量变化与血浆中的 IGF-1 变化相反，这种变化可能是脑出血后激体处于一种应激状态.此外脑出血初期丘脑-垂体轴功能紊乱，使生长激素分泌降低，从而导致血浆 IGF-1 含量降低;其次，脑出血后生长因子的需要增加，组织分布的改变，代谢清除率加速也可能是一个原因.IGF-1 的分泌减少，影响到神经细胞的存活，而 IGF

17、-1 在脑出血区表达量的增加可以延迟神经元的死亡.因此IGF-1 在脑出血的过程中有重要的病理生理作用.对照组脑组织中 IGF-1含量增高，可能是一种应激反应. 参考文献: 1Schwab S，Spranger M，Kempien S.Plasma insulin-like growth factor-1and IGF binding3levels in patients with acute cerebral lischemic injury J.Stroke，1997;28（9）:1744-1748. 2Nath FP，Jenking A，Mendelow D.Early hemodyna

18、mic changes in experimental in tracerebral hemorrhage J.Neurosurgery，1986;63:697-703. 3Rosenberg GB.Collagenase-induced intracerebral hemorrhage in rat J.Stroke，1990;21:801. 4Adamo ML，Shao ZM，Lanau F，Chen JC，Clemmons DR，Roberts CT Jr，LeRoith D，Fontana JA.Insulin-like growth factor-I（IGF-I）and retino

19、ic acid modulation of IGF-binding proteins（IGFBPs）:IGFBP-2，-3，and-4gene expression and protein secretion in a breast cancer cell line J.Endocrinology，1992;131（4）:1858-1866. 5Guan J，Skinner SJ，Beilharz EJ.The movement of IGF-1into the brian parachyma after hypoxicischemic injury J.Neuroreo-port，1996;

20、7（2）:632-636. 6Perlino E，Tommasi S，Moro L，Bellizzi A，Marra E，Casavola V，Reshkin SJ.TGF-beta1and IGF-1expression are differently regulated by serum in metastatic and non-metastatic human breast cancer cells J.Int J Oncol，2000;16（1）:155-160. 7Reinhardt RR，Bondy CA.Insulin-like growth factors cross the blood-brain barrier J.Endocrinology，1994;135（5）:1753-1761.