家兔内毒素性脑水肿降钙素基因相关肽的表达
作者：张育才 张宇鸣 汤定华 黄绮薇 张国琴 曾纪骅
单位：张育才、张宇鸣、汤定华、黄绮薇、张国琴 200040 上海市儿童医院；
关键词：降钙素基因相关肽；脑水肿；内毒素类；兔
中华儿科杂志991005 【摘要】 目的 探讨内毒素性脑水肿降钙素基因相关肽(CGRP)的表达及其意义。方法 30只新西兰白兔，分内毒素组(25只)和对照组(5只)。内毒素组于脑池内注射内毒素400 μg，对照组注入等容量生理盐水。于不同时间收集血液、脑脊液和脑组织，用放射免疫法测定CGRP含量，干燥法测定脑组织含水量。结果 注射内毒素后，脑组织(海马区)、脑脊液和血浆中CGRP含量显著高于对照组和注射前(P<0.05或P<0.01)，12～24小时达高峰；脑组织含水量明显高于对照组(P<0.05或P<0.01)，24小时脑含水量达高峰。结论 内毒素诱导中枢神经系统炎症情况下，中枢和外周组织CGRP表达增强，CGRP过量的产生和释放可加剧脑水肿和炎症损害。
, 百拇医药
Calcitonin gene-related peptide expression in brain edema induced by endotoxin in rabbits
ZHANG Yucai, ZHANG Yuming, TANG Dinghua, et al.
Shanghai Children′s Hospital, Shanghai 200040
【Abstract】 Objective To study the expression and significance of calcitonin gene-related peptide (CGRP) in brain edema induced by endotoxin in rabbits. Methods In 25 New Zealand white rabbits, 400 μg endotoxin was intraventricully injected. The same volume of normal saline was injected in 5 rabbits as controls. CGRP concentrations were detected by radioimmunoassay in different periods in the plasma, cerebrospinal fluid (CSF) and brain tissue (hippocampus area). The brain water content were measured by dry method. Results The plasma, CSF and brain tissue CGRP concentrations after endotoxin injection were significantly higher than those of control group, and those before injection (P<0.05 or P<0.01). The peak CGRP level occured on 12～24 hours after endotoxin injection. Brain water levels were also significantly higher (P<0.05 or P<0.01) and reached to the peak level on 24 hours after injection. Conclusion The CGRP expression was increased in brain tissue, CSF and plasma during the inflammation of central nervous system induced by endotoxin. Excessive CGRP production and release may worsen the process of brain edema and inflammation.
, 百拇医药
【Key words】 Calcitonin gene-related peptide Brain edema Endotoxins Rabbits
降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP) 是迄今为止在人和哺乳动物体内发现的一种具有最强扩张血管活性的神经肽，广泛分布于中枢和外周神经系统及某些组织。近年来CGRP在机体病理状态下的作用已引起高度重视，但中枢神经系统(CNS)感染时的变化及作用鲜见报道。本研究通过建立家兔内毒素性脑水肿模型，测定脑组织、脑脊液和血浆中CGRP含量及脑组织含水量，以探讨其在脑水肿发生、发展中的作用。
材料和方法
一、实验动物分组及脑水肿模型的建立
健康纯种新西兰白兔30只，体重2.0～2.5 kg，雌、雄不限(购自上海医科大学实验动物部)。实验前先观察3天，随机分成6组：实验组25只，按不同处死时间(6、12、24、48、72小时)又分成5组，每组5只；先用3%硫贲妥钠(25～30 mg/kg)静脉麻醉后，抽取耳静脉血和脑脊液，向脑池内注射内毒素400 μg(Sigma产品)，继续置笼喂养，观察家兔反应，并于注射内毒素后6、12、24、48、72小时同时抽取血液和脑脊液，然后分批处死留取脑组织。对照组5只，脑池内注入等量生理盐水6小时后处死，留取脑组织、脑脊液和血液。
, http://www.100md.com
二、CGRP和脑含水量测定方法
上述血液和脑脊液置含抑肽酶的试管内(血液标本同时加10%依地酸二钠),4℃离心5分钟(4 000 r/min),取血浆或上清液，-20℃保存。处死家兔后，立即留取脑组织(海马区)2份。吸除血迹，称湿重后，1份置含1 mol/L醋酸1 ml内，略做碾磨，然后在100℃水浴中煮沸10分钟，匀浆，离心取上清液，加抑肽酶后-20℃保存；另1份110℃烘干24小时后称干重。CGRP测定采用放射免疫法，转流中所测样本均经Hct值校正标本稀释的影响，试剂盒由北京东亚免疫技术研究所提供，具体操作按说明书进行。脑组织含水量测定采用干燥法，公式[1]为：脑组织含水量=(湿重-干重)÷湿重×100%。
三、统计学处理
CGRP含量和脑组织含水量均采用均值±标准差(
)表示，组间样本均数比较应用方差分析，注射内毒素后不同时间样本均数与对照组及注射前比较进行q检验。
, 百拇医药
结果
一、脑组织含水量变化
注射内毒素后，脑组织含水量较对照组明显增多，12小时后增多更明显。不同时间脑含水量变化见表1。
表1 注射内毒素前后家兔血浆、脑脊液和脑组织CGRP含量变化() 组别
动物(只)
脑组织含水量(%)
CGRP含量
血浆 (ng/L)
脑脊液 (ng/L)
, 百拇医药
脑组织 (ng/g)
对照组
5
78.0±0.5
94±17
33±9
1.24±0.11
内毒素组
注射前
25
-
93±15
31±9
, http://www.100md.com
-
注射后
6小时
5
78.5±0.5
99±14
49±12*△
1.78±0.23*
12小时
5
80.3±0.6*
121±23*△
, 百拇医药
65±10**△△
2.05±0.21**
24小时
5
82.1±0.6**
192±37**△△
84±15**△△
3.71±0.42**
48小时
5
81.4±0.5*
, 百拇医药
153±36**△△
57±12**△△
1.98±0.30*
72小时
5
81.1±0.4*
140±27*△
52±13*△
1.84±0.36*
F值
, http://www.100md.com
3.81
6.62
6.06
5.97
注：与对照组比较，* P<0.05,**P<0.01;与注射前比较，△ P<0.05,△△ P<0.01
二、CGRP含量变化
家兔脑池内注射内毒素6小时后，脑脊液和脑组织中CGRP含量即呈显著升高，12～24小时达高峰。血浆CGRP 6小时略有升高，但差异无显著性(P>0.05)，12小时明显增高。各组间CGRP含量变化见表1。
讨论
, 百拇医药
脑水肿是CNS感染后主要病理变化之一，其发生机制复杂，影响因素繁多。动物实验时多以测定脑组织含水量来表示脑水肿程度。本实验通过向兔脑池内注射内毒素后脑组织含水量明显增多，说明已建立内毒素性脑水肿模型。
CGRP含37个氨基酸残基，分子量为3 800，其扩张血管作用比乙酰胆碱、5-羟色胺、P物质等强1 000倍以上,比β2受体激动剂强10～100倍。CNS范围内CGRP及其受体分布较广泛，以脊髓背根节，脑垂体及三叉神经核等部位含量最高[2]。大鼠静脉注射0.1～10.0 μg/kg即能产生明显低血压,并反射性增加颈动脉血流量[3]。在人类缺血性脑血管疾病，脑外伤或出血情况下，CGRP含量降低，导致脑血管痉挛，加重病理损害[4-6]；应用外源性CGRP治疗可解除脑血管痉挛，提高脑血流量，减轻脑损害[3]。但欧洲CGRP研究组的结果显示，脑血管痉挛患者CGRP治疗组与对照组疗效差异无显著性[7]。
, http://www.100md.com
Brian等[8]观察到细菌内毒素-脂多糖(LPS)可刺激CGRP的释放。本实验研究发现，于兔脑池内注射内毒素后，脑组织、脑脊液和血浆中CGRP含量均呈显著升高，12～24小时达高峰。说明CNS炎症情况下，CNS和周围组织CGRP表达增强。脑组织和脑脊液CGRP含量最高时，脑含水量增多亦达高峰。提示急性炎症时，过量CGRP的产生和释放可能加重脑水肿。其机制可能是CGRP导致脑血管过度扩张，引起脑血流自动调节障碍，脑血流过多，血管通透性增加。
鉴于以上不同疾病条件下，内源性CGRP的表达存在差异，对疾病的影响也可能不同。本研究说明内毒素诱导发生脑水肿时存在过量的CGRP的产生和释放。因此，探讨CNS感染时CGRP的变化，对脑水肿发生机制的研究和防治具有一定的理论和实际价值。
参考文献
1 张志文, 易声禹, 章翔. 实验性脑损伤后心房肽及血管紧张素II的变化及其意义. 中华医学杂志, 1994, 74: 545-547.
, 百拇医药
2 Gibson SJ, Polak JM, Bloom SR, et al. Calcitonin gene-related peptide immunoreactivity in the spinal cord of man and eight other species. J Neurosci, 1984, 4:3101-3111.
3 Johnston FG, Bell BA, Robertson I JA,et al. Effect of calcitonin gene-related peptide on postoperabbitive neurological deficits after subarachnoid haemorrhage. Lancet, 1990, 335: 869-872.
4 Jeremy P, Simon GC, William AS, et al. Calcitonin gene-related peptide reduces brain injury in a rabbit model of focal cerebral ischemia. Stroke, 1994, 25: 2055-2059.
, http://www.100md.com
5 Edvinsson L, Ekman R, Jansen I, et al. Reduced levels of calcitonin gene-related peptide immunoreactivity in human brain vessels after subarachnoid haemorrhage. Neurosci Lett, 1991, 121: 151-154.
6 冯娟，张德英，剑飞，等.脑梗塞患者血浆内皮素和降钙素基因相关肽含量变化及其临床意义. 中国医科大学学报, 1997, 26: 596-598.
7 European CGRP in SAH study group. Effect of calcitonin gene-related peptide in patient with delayed postoperabbitive cerebral ischaemia after aneurysmal subarachnoid haemorrhage. Lancet, 1992, 339:831-834.
8 Brian JE Jr, Heistad DD, Faraci FM. Mechanisms of endotoxin induced dilatation of cerebral arterioles. Am J Physiol, 1995, 269: 783-788.
(收稿：1998-10-24 修回：1999-03-31), 百拇医药
单位：张育才、张宇鸣、汤定华、黄绮薇、张国琴 200040 上海市儿童医院；
关键词：降钙素基因相关肽；脑水肿；内毒素类；兔
中华儿科杂志991005 【摘要】 目的 探讨内毒素性脑水肿降钙素基因相关肽(CGRP)的表达及其意义。方法 30只新西兰白兔，分内毒素组(25只)和对照组(5只)。内毒素组于脑池内注射内毒素400 μg，对照组注入等容量生理盐水。于不同时间收集血液、脑脊液和脑组织，用放射免疫法测定CGRP含量，干燥法测定脑组织含水量。结果 注射内毒素后，脑组织(海马区)、脑脊液和血浆中CGRP含量显著高于对照组和注射前(P<0.05或P<0.01)，12～24小时达高峰；脑组织含水量明显高于对照组(P<0.05或P<0.01)，24小时脑含水量达高峰。结论 内毒素诱导中枢神经系统炎症情况下，中枢和外周组织CGRP表达增强，CGRP过量的产生和释放可加剧脑水肿和炎症损害。
, 百拇医药
Calcitonin gene-related peptide expression in brain edema induced by endotoxin in rabbits
ZHANG Yucai, ZHANG Yuming, TANG Dinghua, et al.
Shanghai Children′s Hospital, Shanghai 200040
【Abstract】 Objective To study the expression and significance of calcitonin gene-related peptide (CGRP) in brain edema induced by endotoxin in rabbits. Methods In 25 New Zealand white rabbits, 400 μg endotoxin was intraventricully injected. The same volume of normal saline was injected in 5 rabbits as controls. CGRP concentrations were detected by radioimmunoassay in different periods in the plasma, cerebrospinal fluid (CSF) and brain tissue (hippocampus area). The brain water content were measured by dry method. Results The plasma, CSF and brain tissue CGRP concentrations after endotoxin injection were significantly higher than those of control group, and those before injection (P<0.05 or P<0.01). The peak CGRP level occured on 12～24 hours after endotoxin injection. Brain water levels were also significantly higher (P<0.05 or P<0.01) and reached to the peak level on 24 hours after injection. Conclusion The CGRP expression was increased in brain tissue, CSF and plasma during the inflammation of central nervous system induced by endotoxin. Excessive CGRP production and release may worsen the process of brain edema and inflammation.
, 百拇医药
【Key words】 Calcitonin gene-related peptide Brain edema Endotoxins Rabbits
降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP) 是迄今为止在人和哺乳动物体内发现的一种具有最强扩张血管活性的神经肽，广泛分布于中枢和外周神经系统及某些组织。近年来CGRP在机体病理状态下的作用已引起高度重视，但中枢神经系统(CNS)感染时的变化及作用鲜见报道。本研究通过建立家兔内毒素性脑水肿模型，测定脑组织、脑脊液和血浆中CGRP含量及脑组织含水量，以探讨其在脑水肿发生、发展中的作用。
材料和方法
一、实验动物分组及脑水肿模型的建立
健康纯种新西兰白兔30只，体重2.0～2.5 kg，雌、雄不限(购自上海医科大学实验动物部)。实验前先观察3天，随机分成6组：实验组25只，按不同处死时间(6、12、24、48、72小时)又分成5组，每组5只；先用3%硫贲妥钠(25～30 mg/kg)静脉麻醉后，抽取耳静脉血和脑脊液，向脑池内注射内毒素400 μg(Sigma产品)，继续置笼喂养，观察家兔反应，并于注射内毒素后6、12、24、48、72小时同时抽取血液和脑脊液，然后分批处死留取脑组织。对照组5只，脑池内注入等量生理盐水6小时后处死，留取脑组织、脑脊液和血液。
, http://www.100md.com
二、CGRP和脑含水量测定方法
上述血液和脑脊液置含抑肽酶的试管内(血液标本同时加10%依地酸二钠),4℃离心5分钟(4 000 r/min),取血浆或上清液，-20℃保存。处死家兔后，立即留取脑组织(海马区)2份。吸除血迹，称湿重后，1份置含1 mol/L醋酸1 ml内，略做碾磨，然后在100℃水浴中煮沸10分钟，匀浆，离心取上清液，加抑肽酶后-20℃保存；另1份110℃烘干24小时后称干重。CGRP测定采用放射免疫法，转流中所测样本均经Hct值校正标本稀释的影响，试剂盒由北京东亚免疫技术研究所提供，具体操作按说明书进行。脑组织含水量测定采用干燥法，公式[1]为：脑组织含水量=(湿重-干重)÷湿重×100%。
三、统计学处理
CGRP含量和脑组织含水量均采用均值±标准差(
)表示，组间样本均数比较应用方差分析，注射内毒素后不同时间样本均数与对照组及注射前比较进行q检验。, 百拇医药
结果
一、脑组织含水量变化
注射内毒素后，脑组织含水量较对照组明显增多，12小时后增多更明显。不同时间脑含水量变化见表1。
表1 注射内毒素前后家兔血浆、脑脊液和脑组织CGRP含量变化(
) 组别动物(只)
脑组织含水量(%)
CGRP含量
血浆 (ng/L)
脑脊液 (ng/L)
, 百拇医药
脑组织 (ng/g)
对照组
5
78.0±0.5
94±17
33±9
1.24±0.11
内毒素组
注射前
25
-
93±15
31±9
, http://www.100md.com
-
注射后
6小时
5
78.5±0.5
99±14
49±12*△
1.78±0.23*
12小时
5
80.3±0.6*
121±23*△
, 百拇医药
65±10**△△
2.05±0.21**
24小时
5
82.1±0.6**
192±37**△△
84±15**△△
3.71±0.42**
48小时
5
81.4±0.5*
, 百拇医药
153±36**△△
57±12**△△
1.98±0.30*
72小时
5
81.1±0.4*
140±27*△
52±13*△
1.84±0.36*
F值
, http://www.100md.com
3.81
6.62
6.06
5.97
注：与对照组比较，* P<0.05,**P<0.01;与注射前比较，△ P<0.05,△△ P<0.01
二、CGRP含量变化
家兔脑池内注射内毒素6小时后，脑脊液和脑组织中CGRP含量即呈显著升高，12～24小时达高峰。血浆CGRP 6小时略有升高，但差异无显著性(P>0.05)，12小时明显增高。各组间CGRP含量变化见表1。
讨论
, 百拇医药
脑水肿是CNS感染后主要病理变化之一，其发生机制复杂，影响因素繁多。动物实验时多以测定脑组织含水量来表示脑水肿程度。本实验通过向兔脑池内注射内毒素后脑组织含水量明显增多，说明已建立内毒素性脑水肿模型。
CGRP含37个氨基酸残基，分子量为3 800，其扩张血管作用比乙酰胆碱、5-羟色胺、P物质等强1 000倍以上,比β2受体激动剂强10～100倍。CNS范围内CGRP及其受体分布较广泛，以脊髓背根节，脑垂体及三叉神经核等部位含量最高[2]。大鼠静脉注射0.1～10.0 μg/kg即能产生明显低血压,并反射性增加颈动脉血流量[3]。在人类缺血性脑血管疾病，脑外伤或出血情况下，CGRP含量降低，导致脑血管痉挛，加重病理损害[4-6]；应用外源性CGRP治疗可解除脑血管痉挛，提高脑血流量，减轻脑损害[3]。但欧洲CGRP研究组的结果显示，脑血管痉挛患者CGRP治疗组与对照组疗效差异无显著性[7]。
, http://www.100md.com
Brian等[8]观察到细菌内毒素-脂多糖(LPS)可刺激CGRP的释放。本实验研究发现，于兔脑池内注射内毒素后，脑组织、脑脊液和血浆中CGRP含量均呈显著升高，12～24小时达高峰。说明CNS炎症情况下，CNS和周围组织CGRP表达增强。脑组织和脑脊液CGRP含量最高时，脑含水量增多亦达高峰。提示急性炎症时，过量CGRP的产生和释放可能加重脑水肿。其机制可能是CGRP导致脑血管过度扩张，引起脑血流自动调节障碍，脑血流过多，血管通透性增加。
鉴于以上不同疾病条件下，内源性CGRP的表达存在差异，对疾病的影响也可能不同。本研究说明内毒素诱导发生脑水肿时存在过量的CGRP的产生和释放。因此，探讨CNS感染时CGRP的变化，对脑水肿发生机制的研究和防治具有一定的理论和实际价值。
参考文献
1 张志文, 易声禹, 章翔. 实验性脑损伤后心房肽及血管紧张素II的变化及其意义. 中华医学杂志, 1994, 74: 545-547.
, 百拇医药
2 Gibson SJ, Polak JM, Bloom SR, et al. Calcitonin gene-related peptide immunoreactivity in the spinal cord of man and eight other species. J Neurosci, 1984, 4:3101-3111.
3 Johnston FG, Bell BA, Robertson I JA,et al. Effect of calcitonin gene-related peptide on postoperabbitive neurological deficits after subarachnoid haemorrhage. Lancet, 1990, 335: 869-872.
4 Jeremy P, Simon GC, William AS, et al. Calcitonin gene-related peptide reduces brain injury in a rabbit model of focal cerebral ischemia. Stroke, 1994, 25: 2055-2059.
, http://www.100md.com
5 Edvinsson L, Ekman R, Jansen I, et al. Reduced levels of calcitonin gene-related peptide immunoreactivity in human brain vessels after subarachnoid haemorrhage. Neurosci Lett, 1991, 121: 151-154.
6 冯娟，张德英，剑飞，等.脑梗塞患者血浆内皮素和降钙素基因相关肽含量变化及其临床意义. 中国医科大学学报, 1997, 26: 596-598.
7 European CGRP in SAH study group. Effect of calcitonin gene-related peptide in patient with delayed postoperabbitive cerebral ischaemia after aneurysmal subarachnoid haemorrhage. Lancet, 1992, 339:831-834.
8 Brian JE Jr, Heistad DD, Faraci FM. Mechanisms of endotoxin induced dilatation of cerebral arterioles. Am J Physiol, 1995, 269: 783-788.
(收稿：1998-10-24 修回：1999-03-31), 百拇医药