大鼠脑挫裂伤后Fos蛋白表达及硫酸镁的作用
作者：樊永中 朱凤清 周幽心
单位：周幽心 樊永中(江苏省丹阳市人民医院神经外科，212300)；朱凤清(苏州医学院附属第一医院神经外科，苏州，215006)
关键词：脑外伤；Fos蛋白；c-fos基因；镁；大鼠
苏州医学院学报000705 摘要 目的 通过鼠脑外伤模型，在脑的不同部位检测Fos蛋白表达。并在大鼠脑外伤后早期用MgSO4治疗，通过对Fos蛋白的检测，探讨MgSO4的作用机制，为今后脑外伤患者早期用MgSO4治疗提供理论依据。方法 用Feeney脑挫裂伤模型，50g×12cm的能量作用于鼠脑顶部皮质，造成脑挫裂伤。脑外伤后30min、1h、2h、4h分别在尾壳核、海马、损伤周顶部皮质测定Fos蛋白。大鼠脑外伤后10min股静脉注射MgSO4，在伤后2h检测Fos蛋白表达。结果 (1)外伤后30min，只有损伤周顶部皮质出现明显Fos蛋白表达(P<0.01)。脑外伤1h、2h、4h伤侧尾壳核、损伤周顶部皮质、双侧海马皆出现Fos蛋白高表达(P<0.01)。Fos蛋白表达以2h时最为明显。(2)MgSO4治疗后以上3个部位的Fos蛋白表达与生理盐水假治疗组相比有明显下调(P<0.01)。结论 脑外伤可诱发Fos蛋白表达，脑外伤后10min，MgSO4治疗，能下调Fos蛋白表达。表明脑外伤后早期MgSO4治疗，能明显减轻脑外伤后继发性脑损伤。
, 百拇医药
中图法分类号 R651.15
Induced Expression of Fos Protein Following Cortical Contusion and the Effect of MgSO4 in the Rat
Fan Yongzhong,Zhu Fengqing,Zhou Youxin
(Department of Neurosurgery,First Hospital Affiliated to Suzhou Medical College,Suzhou,215006)
Abstract Objective In this study,Fos protein were observed in different areas of brain following brain trauma in rats.MgSO4 was given following brain trauma in rats in this study.We attempted to investigate the mechanism of MgSO4 effects by measurement of Fos protein.Methods Cortical contusion in rats was induced with the Feeney model by dropping a 50g weight at a distance of 12cm.Fos protein was determined at 30min,1h,2h,4h after trauma in the caudate-putamen,hippocampus,parietal cortex surrounding trauma.Ten minutes after cortical contusion,the rats were treated intravenously with MgSO4.Induction of Fos protein was observed 2h after trauma.Results Compared with controlled group,(1)30min after trauma,only parietal cortex surrounding trauma showed significant expression of Fos protein (P<0.01).The area ipsilateral to injury:candate-putamen,parietal cortex and the hippocampus bilateral to the trauma showed significant expression of Fos protein 1h,2h,4h after trauma.Fos protein expression increased mostly 2h posttrauma.(2)Induction of Fos protein decreased significantly in the hippocampus, caudate-putamen,parietal cortex 2h after trauma when rats were treated with MgSO4(P<0.01).Conclusion Brain trauma may induce expression of Fos protein.Treatment with Mg++ ten minutes after trauma,reduces the expression of Fos protein.This study showed early treatment with Mg++ in rats reduces secondary neuronal damage following traumatic brain injury (TBI).
, 百拇医药
Key words brain trauma;Fos protein;c-fos gene;magnesium;rat
c-fos基因是目前研究较多的即早基因(IEGs)之一。癫痫、缺血、外伤都可诱导c-fos基因表达。脑外伤后，c-fos基因在损伤的同侧皮质、双侧海马的齿状回、CA1、CA3锥形细胞表达增加。镁在许多生命基本过程中起着重要作用。在实验性脑外伤后，高浓度镁对神经具有保护作用，故近年来已有作者用MgSO4治疗颅脑外伤患者来减轻继发性脑损伤，但其早期应用及其作用机制报道甚少。本研究在大鼠脑外伤后10min静注MgSO4，观察其对Fos蛋白表达的影响，以进一步探讨Mg对继发性脑损伤的作用机制。为今后Mg在颅脑损伤患者中的早期应用提供实验依据。
1 材料和方法
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1.1 实验动物及外伤模型制备 采用健康SD大鼠，雌雄不拘(由苏州医学院实验动物中心提供)，体重200～300g。采用Feeney[1]创立的自由落体脑损伤模型，产生600g.cm中度颅脑损伤模型。用2%戊巴比妥钠40mg/kg腹腔注射麻醉后，仰卧固定于手术台上，切开左腹股沟皮肤，分离出左股动脉，行左股动脉插管，检测其血压变化，然后俯卧固定于立体定向架上，切口均应用2%盐酸利多卡因浸润麻醉。切开头皮，双氧水腐蚀帽状腱膜，用牙钻在左侧顶骨矢状缝旁0.5mm，前面以冠状缝为界钻开6mm×5mm左右椭圆形骨窗，保持硬膜完整，用直径为4.5mm的冲击杆造成2mm深度的损伤，明胶海绵覆盖于骨窗上。
1.2 实验动物分组 SD大鼠共60只，随机分成以下4组：外伤组：24只，分别在外伤后30min(6只)、1h(6只)、2h(6只)、4h(6只)监测外伤侧和外伤对侧尾壳核、海马、顶部皮质的Fos蛋白表达。对照组(开颅，不外伤)：24只，分别在开颅后30min(6只)、1h(6只)、2h(6只)、4h(6只)监测开颅侧尾壳核、海马、顶部皮质的Fos蛋白表达。治疗组(静注MgSO4):6只，用于检测2h时以上3个部位的Fos蛋白表达。假治疗组(静注生理盐水)：6只，用于检测2h以上3个部位的Fos蛋白表达。
, 百拇医药
1.3 药物治疗 在股动脉插管后，分离出左股静脉，行股静脉插管，外伤后10min静注3% MgSO4 30mg/kg,用0.2～0.3ml量，15min推完。假治疗组用同量生理盐水(NS)，静脉15min推完。
1.4 Fos蛋白免疫组化监测及结果判断 在各时间点过度麻醉大鼠，开胸，经左心室插管至主动脉，依次灌注NS 200ml、4%多聚甲醛250ml，断头，取出全脑，固定于4%的多聚甲醛中，继续固定12～24h,在大脑半球和小脑半球界线之前11.2～10.2mm、5.0～4.0mm、4.0～3.0mm切成3份薄片作石蜡固定。分别将这3份标本作连续切片后，先用HE染色观察其显微结构，再用S-P法进行Fos免疫组化染色(试剂由福州迈新公司提供)。细胞核被染成棕褐色为阳性。用计算机图像分析系统(200×)显微镜下分别计数双侧尾壳核、海马、顶部皮质的阳性细胞、阴性细胞。
1.5 统计学处理 Fos阳性、阴性细胞以个数表示，阳性细胞百分率=阳性细胞÷(阳性细胞数+阴性细胞数)，组间、组内比较用x2检验。
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2 结果
2.1 Fos蛋白表达 外伤后30min，只有伤侧顶部皮质出现Fos蛋白表达，与对照组相比差异显著(P<0.01)。外伤后1h，伤侧尾壳核、受伤对侧海马的Fos蛋白表达与对照组相比有差异(P<0.05)；伤侧顶部皮质和伤侧海马Fos蛋白表达与对照组相比差异显著(P<0.01)。外伤后2h、4h，伤侧尾壳核、顶部皮质、双侧海马Fos蛋白表达与对照组相比差异显著(P<0.01)(见表1，图1、2)。
表1 外伤后各部位各时间点Fos蛋白表达情况
30min
1h
2h
4h
+
, http://www.100md.com
-
+
-
+
-
+
-
尾壳核
伤侧
10
859
22
782*
, 百拇医药 89
812*
42
775*
对侧
9
885
17
1256
12
968
8
994
, 百拇医药
对照
8
874
8
861
10
856
9
913
顶部皮质
伤侧
52
979**
, http://www.100md.com
544
820**
540
373*
267
685**
对侧
20
911
14
1080
15
, 百拇医药 1451
17
955
对照
19
1237
21
1053
28
877
24
1159
海马
伤侧
, http://www.100md.com
14
1450
150
1390**
1076
392**
505
859**
对侧
7
1456
22
, 百拇医药
1511*
138
1337**
67
1389**
对照
9
1455
8
1446
9
1451
, http://www.100md.com 7
1362
与对照组比，*P<0.05，**P<0.01；+阳性细胞数，-阴性细胞数
图1 对照组海马Fos蛋白表达
图2 外伤后2h海马Fos蛋白表达
2.2 MgSO4对Fos蛋白表达的影响 MgSO4治疗后，尾壳核、海马、损伤周顶部皮质的Fos蛋白表达与假治疗组相比均有显著下调(P<0.01)(见表2，图3)。
表2
对Fos蛋白表达的影响
, 百拇医药
伤侧尾壳核
伤侧顶部皮质
伤侧海马
对侧海马
+
-
+
-
+
-
+
-
Mg治疗
33
, http://www.100md.com
857
327
568
599
753
65
1418
NS治疗
83
796
531
366
1056
, http://www.100md.com
386
129
1250
图3 MgSO4治疗组海马外伤后2h Fos蛋白表达3 讨论
3.1 脑外伤后Fos蛋白的表达 c-fos基因表达Fos蛋白由380个氨基酸组成，分子量55kd，半衰期为2h，主要位于核内。目前研究表明：Fos蛋白发挥基因调节作用，与DNA结合启动目的基因的转录，发挥第二信使的作用。本实验表明在脑外伤后30min，伤侧顶部皮质出现Fos蛋白表达，1h、2h、4h时伤侧的尾壳核、顶部皮质、双侧海马均有Fos蛋白表达，其中以2h时表达量最高。以前的研究表明：脑缺血、缺氧、脑外伤都可诱发c-fos基因表达。Yang等[2]采用CCI动物模型，应用原位杂交技术，发现在损伤的同侧皮质、双侧海马c-fos mRNA有明显增加。进一步采用半定量RT-PCR技术测得，损伤同侧在伤后5min就有c-fos mRNA表达，伤后1h达到高峰，然后逐步下降。其结果基本上与本结果相符。
, http://www.100md.com
脑缺血、脑外伤导致c-fos基因表达的机制可能是：(1)EAA大量释放和NMDA受体激活。实验研究表明，EAA增加、NMDA受体激活能诱发c-fos基因表达[3]，用NMDA受体拮抗剂MK-801、Mg++可完全或部分阻断c-fos基因表达[4]。(2)细胞内Ca++超载可诱发c-fos基因表达[5]。(3)CREP(CAMP-RESPONSE ELEMENT PROTEINS)磷酸化介导作用可诱发c-fos基因表达[6]。
3.2 MgSO4和Fos蛋白 研究表明，Mg++对脑神经细胞功能具有保护作用。Smith等[7]应用液压脑外伤模型，采用改良Morris水迷宫技术，证实Mg++能提高大鼠受损的学习、记忆功能。Heath等[8]研究同样证明，MgSO4治疗脑损伤的大鼠，能明显改善神经功能评分。随着细胞分子生物学的研究进展，许多学者开始从分子生物学水平来探讨脑外伤后的一系列继发性损害的改变，而脑外伤后MgSO4治疗能否影响受伤脑组织c-fos基因的表达尚未见报道。本研究结果表明，在伤后早期应用MgSO4治疗能使受损伤的大鼠顶部皮质、海马和尾壳核的Fos蛋白表达明显降低，其中顶部皮质、海马部位降低最显著，说明Mg++能部分阻断c-fos基因的表达。目前认为Fos蛋白的高表达与细胞的凋亡有关[9]。故我们认为Mg++能改善大鼠、病人的学习、记忆能力，使受伤的神经功能进一步康复，可能与抑制了Fos蛋白的表达有关。
, 百拇医药
结合国内外文献，Mg++部分阻断c-fos基因表达的机制可能有3条：(1)Mg++是NMDA受体的拮抗剂。对NMDA受体起电压门控作用[10]。Nowak[11]证明：在脑和脊髓的细胞培养实验中，Mg++阻断了NMDA受体。(2)Mg++对EAA释放起调节作用。研究表明，EAA-A受体由局部的Mg++浓度调节，高浓度的Mg++能阻止突触前EAA的释放[12]。(3)Mg++阻滞Ca++内流。Mg++在Ca++转运和积聚中起重要的调节作用，Mg是一种Ca++通道拮抗剂[7]，特别是作为NMDA受体电压依赖通道阻滞剂[13]。
樊永中,硕士研究生
, 百拇医药
朱凤清,导师
参考文献
1，Feeney DM,Boyeson MG,Linn RT,et al.Responses to cortical injury:I.methodology and local effects of contusions in the rat.Brain Res.1981,211∶67
2，Yang K,Mu XS,Xue JJ,et al.Increased expression of c-fos mRNA and AP-1 transcription factors after cortical impact injury in rats.Brain Res,1994,664∶141
3，Morgan FP,Linnoila M.Regional induction of c-fos mRNA by NMDA:aquantitative in situ by bridization study.Neuro Report,1991,2∶251
, 百拇医药
4，Sonnenberg JL,Mitchelmore C,Macgregor-leon PF,et al.Glutamate receptor agonists increased the expression of fos,fas and AP-1 DNA binding in the mamalian brain.J Neurosci Res,1989,24∶72
5，Morgan JI,Curran T.Role ion flux in control of c-fos expression.Nature，1986,322∶552
6，Greeberg ME,Greene L,Ziff EB.Nerve growth factor induces rapid transient changes in the proto-oncogene transcription in PC12 cell.J Biol Chem,1985,260∶14101
, 百拇医药
7，Smith DH,Okiyama K,Gennarelli TA.Magnesium and ketamine attenuate congnitive dysfunction following experimental brain injury.Neurosci Lett，1993,157∶211
8，Heath DL,Vink Robert.Magnesium sulphate improves neurologic outcome following severe closed head injury in rats.Neurosci Lett,1997,228∶175
9，Hu L,Hatano M.Overexpression of c-fos induces apoptosis of CD-43+Pro-B cell.J Immunol,1996,157∶3804
, http://www.100md.com 10，Casscells W.Magnesium and myocardial infarction.Lancer,1994,343∶807
11，Nowak L,Bregestovski P,Ascher P.Magnesium gates glutamate-activated channels in mouse central neurones.Nature,1985,307∶462
12，Ghribi D,Callebert J,Verechia C,et al.Blockers of NMDA-openated channels decrease glutamate and aspartate extracellular accumulation in striatum during forebrain ischemia in rats.Fund Clin Pharmacol，1995,9∶141
13，Ascher P,Nowak L.The role of divalent cations in the N-methyl-D-aspartate reponses of mouse central neurons in cultrue.J Physiol,1988,399∶247
收稿：2000-04-03, 百拇医药
单位：周幽心 樊永中(江苏省丹阳市人民医院神经外科，212300)；朱凤清(苏州医学院附属第一医院神经外科，苏州，215006)
关键词：脑外伤；Fos蛋白；c-fos基因；镁；大鼠
苏州医学院学报000705 摘要 目的 通过鼠脑外伤模型，在脑的不同部位检测Fos蛋白表达。并在大鼠脑外伤后早期用MgSO4治疗，通过对Fos蛋白的检测，探讨MgSO4的作用机制，为今后脑外伤患者早期用MgSO4治疗提供理论依据。方法 用Feeney脑挫裂伤模型，50g×12cm的能量作用于鼠脑顶部皮质，造成脑挫裂伤。脑外伤后30min、1h、2h、4h分别在尾壳核、海马、损伤周顶部皮质测定Fos蛋白。大鼠脑外伤后10min股静脉注射MgSO4，在伤后2h检测Fos蛋白表达。结果 (1)外伤后30min，只有损伤周顶部皮质出现明显Fos蛋白表达(P<0.01)。脑外伤1h、2h、4h伤侧尾壳核、损伤周顶部皮质、双侧海马皆出现Fos蛋白高表达(P<0.01)。Fos蛋白表达以2h时最为明显。(2)MgSO4治疗后以上3个部位的Fos蛋白表达与生理盐水假治疗组相比有明显下调(P<0.01)。结论 脑外伤可诱发Fos蛋白表达，脑外伤后10min，MgSO4治疗，能下调Fos蛋白表达。表明脑外伤后早期MgSO4治疗，能明显减轻脑外伤后继发性脑损伤。
, 百拇医药
中图法分类号 R651.15
Induced Expression of Fos Protein Following Cortical Contusion and the Effect of MgSO4 in the Rat
Fan Yongzhong,Zhu Fengqing,Zhou Youxin
(Department of Neurosurgery,First Hospital Affiliated to Suzhou Medical College,Suzhou,215006)
Abstract Objective In this study,Fos protein were observed in different areas of brain following brain trauma in rats.MgSO4 was given following brain trauma in rats in this study.We attempted to investigate the mechanism of MgSO4 effects by measurement of Fos protein.Methods Cortical contusion in rats was induced with the Feeney model by dropping a 50g weight at a distance of 12cm.Fos protein was determined at 30min,1h,2h,4h after trauma in the caudate-putamen,hippocampus,parietal cortex surrounding trauma.Ten minutes after cortical contusion,the rats were treated intravenously with MgSO4.Induction of Fos protein was observed 2h after trauma.Results Compared with controlled group,(1)30min after trauma,only parietal cortex surrounding trauma showed significant expression of Fos protein (P<0.01).The area ipsilateral to injury:candate-putamen,parietal cortex and the hippocampus bilateral to the trauma showed significant expression of Fos protein 1h,2h,4h after trauma.Fos protein expression increased mostly 2h posttrauma.(2)Induction of Fos protein decreased significantly in the hippocampus, caudate-putamen,parietal cortex 2h after trauma when rats were treated with MgSO4(P<0.01).Conclusion Brain trauma may induce expression of Fos protein.Treatment with Mg++ ten minutes after trauma,reduces the expression of Fos protein.This study showed early treatment with Mg++ in rats reduces secondary neuronal damage following traumatic brain injury (TBI).
, 百拇医药
Key words brain trauma;Fos protein;c-fos gene;magnesium;rat
c-fos基因是目前研究较多的即早基因(IEGs)之一。癫痫、缺血、外伤都可诱导c-fos基因表达。脑外伤后，c-fos基因在损伤的同侧皮质、双侧海马的齿状回、CA1、CA3锥形细胞表达增加。镁在许多生命基本过程中起着重要作用。在实验性脑外伤后，高浓度镁对神经具有保护作用，故近年来已有作者用MgSO4治疗颅脑外伤患者来减轻继发性脑损伤，但其早期应用及其作用机制报道甚少。本研究在大鼠脑外伤后10min静注MgSO4，观察其对Fos蛋白表达的影响，以进一步探讨Mg对继发性脑损伤的作用机制。为今后Mg在颅脑损伤患者中的早期应用提供实验依据。
1 材料和方法
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1.1 实验动物及外伤模型制备 采用健康SD大鼠，雌雄不拘(由苏州医学院实验动物中心提供)，体重200～300g。采用Feeney[1]创立的自由落体脑损伤模型，产生600g.cm中度颅脑损伤模型。用2%戊巴比妥钠40mg/kg腹腔注射麻醉后，仰卧固定于手术台上，切开左腹股沟皮肤，分离出左股动脉，行左股动脉插管，检测其血压变化，然后俯卧固定于立体定向架上，切口均应用2%盐酸利多卡因浸润麻醉。切开头皮，双氧水腐蚀帽状腱膜，用牙钻在左侧顶骨矢状缝旁0.5mm，前面以冠状缝为界钻开6mm×5mm左右椭圆形骨窗，保持硬膜完整，用直径为4.5mm的冲击杆造成2mm深度的损伤，明胶海绵覆盖于骨窗上。
1.2 实验动物分组 SD大鼠共60只，随机分成以下4组：外伤组：24只，分别在外伤后30min(6只)、1h(6只)、2h(6只)、4h(6只)监测外伤侧和外伤对侧尾壳核、海马、顶部皮质的Fos蛋白表达。对照组(开颅，不外伤)：24只，分别在开颅后30min(6只)、1h(6只)、2h(6只)、4h(6只)监测开颅侧尾壳核、海马、顶部皮质的Fos蛋白表达。治疗组(静注MgSO4):6只，用于检测2h时以上3个部位的Fos蛋白表达。假治疗组(静注生理盐水)：6只，用于检测2h以上3个部位的Fos蛋白表达。
, 百拇医药
1.3 药物治疗 在股动脉插管后，分离出左股静脉，行股静脉插管，外伤后10min静注3% MgSO4 30mg/kg,用0.2～0.3ml量，15min推完。假治疗组用同量生理盐水(NS)，静脉15min推完。
1.4 Fos蛋白免疫组化监测及结果判断 在各时间点过度麻醉大鼠，开胸，经左心室插管至主动脉，依次灌注NS 200ml、4%多聚甲醛250ml，断头，取出全脑，固定于4%的多聚甲醛中，继续固定12～24h,在大脑半球和小脑半球界线之前11.2～10.2mm、5.0～4.0mm、4.0～3.0mm切成3份薄片作石蜡固定。分别将这3份标本作连续切片后，先用HE染色观察其显微结构，再用S-P法进行Fos免疫组化染色(试剂由福州迈新公司提供)。细胞核被染成棕褐色为阳性。用计算机图像分析系统(200×)显微镜下分别计数双侧尾壳核、海马、顶部皮质的阳性细胞、阴性细胞。
1.5 统计学处理 Fos阳性、阴性细胞以个数表示，阳性细胞百分率=阳性细胞÷(阳性细胞数+阴性细胞数)，组间、组内比较用x2检验。
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2 结果
2.1 Fos蛋白表达 外伤后30min，只有伤侧顶部皮质出现Fos蛋白表达，与对照组相比差异显著(P<0.01)。外伤后1h，伤侧尾壳核、受伤对侧海马的Fos蛋白表达与对照组相比有差异(P<0.05)；伤侧顶部皮质和伤侧海马Fos蛋白表达与对照组相比差异显著(P<0.01)。外伤后2h、4h，伤侧尾壳核、顶部皮质、双侧海马Fos蛋白表达与对照组相比差异显著(P<0.01)(见表1，图1、2)。
表1 外伤后各部位各时间点Fos蛋白表达情况
30min
1h
2h
4h
+
, http://www.100md.com
-
+
-
+
-
+
-
尾壳核
伤侧
10
859
22
782*
, 百拇医药 89
812*
42
775*
对侧
9
885
17
1256
12
968
8
994
, 百拇医药
对照
8
874
8
861
10
856
9
913
顶部皮质
伤侧
52
979**
, http://www.100md.com
544
820**
540
373*
267
685**
对侧
20
911
14
1080
15
, 百拇医药 1451
17
955
对照
19
1237
21
1053
28
877
24
1159
海马
伤侧
, http://www.100md.com
14
1450
150
1390**
1076
392**
505
859**
对侧
7
1456
22
, 百拇医药
1511*
138
1337**
67
1389**
对照
9
1455
8
1446
9
1451
, http://www.100md.com 7
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与对照组比，*P<0.05，**P<0.01；+阳性细胞数，-阴性细胞数
图1 对照组海马Fos蛋白表达
图2 外伤后2h海马Fos蛋白表达
2.2 MgSO4对Fos蛋白表达的影响 MgSO4治疗后，尾壳核、海马、损伤周顶部皮质的Fos蛋白表达与假治疗组相比均有显著下调(P<0.01)(见表2，图3)。
表2
对Fos蛋白表达的影响, 百拇医药
伤侧尾壳核
伤侧顶部皮质
伤侧海马
对侧海马
+
-
+
-
+
-
+
-
Mg治疗
33
, http://www.100md.com
857
327
568
599
753
65
1418
NS治疗
83
796
531
366
1056
, http://www.100md.com
386
129
1250
图3 MgSO4治疗组海马外伤后2h Fos蛋白表达3 讨论
3.1 脑外伤后Fos蛋白的表达 c-fos基因表达Fos蛋白由380个氨基酸组成，分子量55kd，半衰期为2h，主要位于核内。目前研究表明：Fos蛋白发挥基因调节作用，与DNA结合启动目的基因的转录，发挥第二信使的作用。本实验表明在脑外伤后30min，伤侧顶部皮质出现Fos蛋白表达，1h、2h、4h时伤侧的尾壳核、顶部皮质、双侧海马均有Fos蛋白表达，其中以2h时表达量最高。以前的研究表明：脑缺血、缺氧、脑外伤都可诱发c-fos基因表达。Yang等[2]采用CCI动物模型，应用原位杂交技术，发现在损伤的同侧皮质、双侧海马c-fos mRNA有明显增加。进一步采用半定量RT-PCR技术测得，损伤同侧在伤后5min就有c-fos mRNA表达，伤后1h达到高峰，然后逐步下降。其结果基本上与本结果相符。
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脑缺血、脑外伤导致c-fos基因表达的机制可能是：(1)EAA大量释放和NMDA受体激活。实验研究表明，EAA增加、NMDA受体激活能诱发c-fos基因表达[3]，用NMDA受体拮抗剂MK-801、Mg++可完全或部分阻断c-fos基因表达[4]。(2)细胞内Ca++超载可诱发c-fos基因表达[5]。(3)CREP(CAMP-RESPONSE ELEMENT PROTEINS)磷酸化介导作用可诱发c-fos基因表达[6]。
3.2 MgSO4和Fos蛋白 研究表明，Mg++对脑神经细胞功能具有保护作用。Smith等[7]应用液压脑外伤模型，采用改良Morris水迷宫技术，证实Mg++能提高大鼠受损的学习、记忆功能。Heath等[8]研究同样证明，MgSO4治疗脑损伤的大鼠，能明显改善神经功能评分。随着细胞分子生物学的研究进展，许多学者开始从分子生物学水平来探讨脑外伤后的一系列继发性损害的改变，而脑外伤后MgSO4治疗能否影响受伤脑组织c-fos基因的表达尚未见报道。本研究结果表明，在伤后早期应用MgSO4治疗能使受损伤的大鼠顶部皮质、海马和尾壳核的Fos蛋白表达明显降低，其中顶部皮质、海马部位降低最显著，说明Mg++能部分阻断c-fos基因的表达。目前认为Fos蛋白的高表达与细胞的凋亡有关[9]。故我们认为Mg++能改善大鼠、病人的学习、记忆能力，使受伤的神经功能进一步康复，可能与抑制了Fos蛋白的表达有关。
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结合国内外文献，Mg++部分阻断c-fos基因表达的机制可能有3条：(1)Mg++是NMDA受体的拮抗剂。对NMDA受体起电压门控作用[10]。Nowak[11]证明：在脑和脊髓的细胞培养实验中，Mg++阻断了NMDA受体。(2)Mg++对EAA释放起调节作用。研究表明，EAA-A受体由局部的Mg++浓度调节，高浓度的Mg++能阻止突触前EAA的释放[12]。(3)Mg++阻滞Ca++内流。Mg++在Ca++转运和积聚中起重要的调节作用，Mg是一种Ca++通道拮抗剂[7]，特别是作为NMDA受体电压依赖通道阻滞剂[13]。
樊永中,硕士研究生
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朱凤清,导师
参考文献
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11，Nowak L,Bregestovski P,Ascher P.Magnesium gates glutamate-activated channels in mouse central neurones.Nature,1985,307∶462
12，Ghribi D,Callebert J,Verechia C,et al.Blockers of NMDA-openated channels decrease glutamate and aspartate extracellular accumulation in striatum during forebrain ischemia in rats.Fund Clin Pharmacol，1995,9∶141
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收稿：2000-04-03, 百拇医药