探索基于基因修饰猪血红细胞灌注液亚低温有氧机械灌注对食蟹猴缺血缺氧脑损伤的保护作用

摘要

目的 探讨基因修饰猪血红细胞作为亚低温有氧机械灌注液对创伤性失血引起的食蟹猴脑组织缺氧缺血脑损伤的保护作用。方法 按随机数字表法将食蟹猴分为阳性对照组（左脑半球）、阴性对照组（右脑半球）(共3只)和亚低温灌注组（3只）。阳性对照组为自循环停止1 h直接取材，阴性对照组为自循环停止1 h亚低温放置6 h，亚低温灌注组为自循环停止1 h后利用基于基因修饰猪血红细胞灌注液对食蟹猴脑缺氧缺血损伤模型双侧颈总动脉进行6 h亚低温有氧机械灌注。灌注前进行六基因修饰猪与食蟹猴交叉配血实验，灌注开始后检测0、1、2、3、4、5、6 h各时间点灌注液血常规指标水平变化，记录血氧饱和度，检测灌注液Na⁺、K⁺、Ca²⁺、葡萄糖水平和血液酸碱度（pH值），以及灌注液IgG和IgM水平。灌注6 h后，检测食蟹猴脑组织含水量。取额叶皮质区和海马区进行尼氏染色，免疫荧光染色检测胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、离子钙结合适配器分子1（Iba1）和神经元核抗原（NEUN）的表达情况。结果 六基因修饰猪与食蟹猴交叉配血结果呈阴性。在灌注3 h时灌注液红细胞数量下降较为明显，血红蛋白水平在1、3、5、6 h均呈下降趋势，白细胞和血小板数量在各时间点均呈下降趋势。亚低温灌注组血氧饱和度始终保持在95%～98%，血氧饱和度、 Na⁺、 Ca²⁺、葡萄糖水平以及pH值均保持稳定，K+水平先升高后降低。灌注前后IgG和IgM水平差异无统计学意义。亚低温灌注组灌注终末脑组织含水量显著高于阳性对照组（P<0.001）。尼氏染色结果显示，与阳性对照组比较，亚低温灌注组前额叶皮质区锥体神经元保持较好的形态结构完整性，肿大变型细胞无明显增多；海马CA1区肿大变型细胞稍增多，少数结构未被破坏细胞出现胞体缩小；海马齿状回区有较少颗粒神经元细胞结构完整性被破坏，细胞水肿增加。NEUN免疫荧光染色显示，与阳性对照组比较，亚低温灌注组前额叶皮质区和海马CA1区锥体神经元细胞形态结构状态较好，轴突清晰可见，海马齿状回区颗粒细胞保存完整，但细胞核保护欠佳。GFAP免疫荧光染色显示，与阳性对照组比较，亚低温灌注组突起片段较为稀疏，与神经元结合较为紧密。Iba1免疫荧光染色显示，与阳性对照组比较，亚低温灌注组突起片段较粗壮，数量较少。结论 与阳性对照组相比，基因修饰猪血红细胞灌注液亚低温有氧机械灌注后食蟹猴脑组织水肿增加，神经元细胞和胶质细胞结构形态保存相对完整，保护作用可能与该技术持续供氧供能、平衡离子稳态和灌注液p H值、降低排斥反应及维持全脑低代谢相关。

关键词

基因修饰猪 / 亚低温有氧机械灌注 / 缺血缺氧 / 脑损伤 / 创伤性失血 / 神经元细胞 / 离子稳态 / 血氧饱和度