中国微侵袭神经外科杂志2012年01月20日第17卷第1期ChinJMinimInvasiveNeurosurg,VOL.17,NO.1,January20,2012
·实验研究·大鼠脑室出血后脑铁代谢与脑积水发生关系的研究
袁轶恺，陈
志，朱海涛，邹明明，林江凯，朱
刚，钱忠明，冯
华，孟
辉
【摘要】目的观察脑室出血后铁离子和铁蛋白的动态变化，及去铁敏治疗前后慢性脑积水的发生率。方法SD雄性大鼠
170只，随机分为5组：正常对照组、假性脑室出血组、脑室出血组、侧脑室注铁离子组及脑室出血加去铁敏组。以前囟后0.4mm冠状面的侧脑室宽度评价脑积水的发生率，以亚铁嗪法测量大鼠脑脊液铁离子含量，以ELISA试剂盒测量脑组织铁蛋
白含量。结果正常对照组、假性脑室出血组无脑积水发生，脑室出血组、侧脑室注铁离子组、脑室出血加去铁敏组28d时脑积水发生率分别为80%、73%、20%，脑室出血加去铁敏组脑积水发生率显著低于脑室出血组和侧脑室注铁离子组（P＜0.01）。脑脊液中铁离子含量和脑组织中铁蛋白在脑室出血组和侧脑室注铁离子组中各个时相点均显著高于假性脑室出血组（P＜
0.01）；脑室出血加去铁敏组铁离子含量在各个时相点，及铁蛋白在7、28d时均显著低于脑室出血组（P＜0.01）。结论大鼠脑
室出血后脑脊液和脑组织铁含量明显升高，去铁敏可降低脑脊液中铁离子和脑组织中铁蛋白含量，降低脑积水的发生率。
【关键词】脑积水；颅内出血；铁代谢障碍；动物实验中图分类号：R742.7，R-33
文献标志码：A
文章编号：1009-122X（2012）01-0028-04
Researchofcorrelationbetweenironmetabolisminbraintissueandoccurrenceofhydrocephalusafterintraventricularhemorrhageinrats
YuanYikai,ChenZhi,ZhuHaitao,ZouMingming,LinJiangkai,ZhuGang,QianZhongming,FengHua,MengHui
DepartmentofNeurosurgery,ArmyMinimallyInvasiveTreatmentofNervousSystemDiseasesSpecialistCenters,ArmyKeyLabofNeurotrauma,SouthwestHospital,ThirdMilitaryMedicalUniversity,Chongqing400038,China
Abstract:ObjectiveToobservethedynamicchangesofferricionandferritinafterintraventricularhemorrhage(IVH),andtheincidencerateofchronichydrocephalusbeforeandafterthetreatmentwithdeferoxamine.MethodsThe170maleSpragueDawleyratsweredividedrandomlyinto5groups:normalcontrol,sham-IVH,IVH,ferricioninjectionanddeferoxaminetreatment.Theincidencerateofhydrocephaluswasevaluatedbythetransversediameterofthelateralcerebralventricle0.4mmbehindthebregmainthecoronalplane.Theferricionlevelinthecerebrospinalfluid(CSF)andferritininthebraintissueweremeasuredbyferrozinemethodandELISArespectively.ResultsNohydrocephalusoccurredinnormalcontrolgroupandsham-IVHgroup,andincidencerateofhydrocephaluswas80%,73%and20%inIVHgroup,ferricioninjectiongroupanddeferoxaminetreatmentgrouprespectivelyonday28postoperatively.TheincidencerateofhydrocephaluswasmuchlowerindeferoxaminetreatmentgroupthaninIVHgroupandferricioninjectiongroup(P<0.01).TheferricionintheCSFandferritininthebraintissueinIVHgroupandferricioninjectiongroupweremuchhigherthaninsham-IVHgroupateverytimepoint(P<0.01).Theferricionconcentrationateverytimepointandferritinconcentrationonday7and28weresignificantlylowerindeferoxaminetreatmentgroupthaninIVHgroup(P<0.01).ConclusionsTheioncontentsinCSFandbraintissueincreaseobviouslyafterIVH,anddeferoxaminecandecreasetheincidencerateofhydrocephalusbyreducingthecontentsofferricioninCSFandferritininbraintissue.
Keywords:hydrocephalus;intracranialhemorrhages;ironmetabolismdisorders;animalexperimentation
目前，脑室出血后脑积水的发生机制尚不清楚，临床治疗效果仍然不佳[1]。我们的前期研究表明：铁离子与脑室出血后慢性脑积水的发生关系密切[2]。本文进一步采用脑室出血及侧脑室注铁离子的大鼠脑室出血后慢性脑积水模型，给予铁离子螯合剂去铁敏，观察各时相点脑积水的发生情况及脑
基金项目：国家自然科学基金（编号：30872674，81070929）；卫生部行业公益基金（编号：200902004）
作者单位：400038重庆，第三军医大学西南医院神经外科，全军神经系统疾病微创诊治专科中心，全军神经创伤防治重点实验室通讯作者：孟辉，Email：docmeng_111@126.com
脊液中铁离子和脑组织中铁蛋白的变化，为脑铁代谢异常与脑室出血后发生慢性脑积水之间的关系寻找更确切的证据。
11.1
材料与方法实验动物及分组
健康成年雄性SD大鼠170
只（第三军医大学实验动物中心提供），体质量
200～220g。105只大鼠进行脑积水发生率观察，随机分为5组：正常对照组5只，假性脑室出血组、脑
室出血组、侧脑室注铁离子组及脑室出血加去铁敏组1、7d各5只，28d各15只；65只大鼠进行脑脊
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液中铁离子和脑组织中铁蛋白含量的检测，正常对照组5只，假性脑室出血组、脑室出血组、侧脑室注铁离子组及脑室出血加去铁敏组术后1、7、28d各
1.3.2脑积水取材及判定：大鼠于各时相点以水
合氯醛深麻醉，断头取脑，用4%多聚甲醛浸泡固定
5只。
1.2试剂及设备
试剂：去铁敏（500mg/支，广州
48h。在距大鼠前囟后0.4mm处冠状面切开大脑测量侧脑室宽度，参照Kim等[4]的标准，大鼠前囟后0.4mm冠状面的侧脑室宽度≥1.0mm判定为脑积
水形成。
诺华公司生产）以注射用水5ml稀释，4%多聚甲醛（4℃、pH值7.4），浓度为6.67g/L的FeCl3人工脑脊液溶液，亚铁嗪法试剂盒（上海丰汇医学科技有限公司），大鼠铁蛋白ELISA试剂盒（上海西唐生物科技有限公司）。设备：小型动物实验专用脑立体定向仪、配ST-Ⅲ型手动推进器（西光医疗器械公司），微量注射器（宁波市三爱仪器厂），玻璃匀浆器（宁波市三爱仪器厂），分光光度计（Ultrospec4300pro，美国）；酶标仪型号：DENLEYDRAGONWellscan
1.3.3
检测：
脑脊液中铁离子和脑组织中铁蛋白含量的采用枕大池头皮针穿刺获取脑脊液，使用
亚铁嗪法试剂盒测量脑脊液中的铁离子含量[5]。断头取脑，根据ELISA试剂盒说明书操作，取大脑半球脑组织0.5~1g制作组织匀浆，测量脑组织铁蛋白含量。
1.3.4统计学处理：采用SPSS13.0统计软件，各
组大鼠脑积水发生率的比较采用Fisher精确概率法检验；脑脊液铁离子含量和脑组织铁蛋白含量以
MK3（芬兰Thermo）1.3实验方法
1.3.1动物模型制备：
x±s表示，采用t检验，以P＜0.05为差异有统计
采用尾静脉取大鼠自体血
学意义。
法制备动物模型[3]。各组大鼠均采用5%水合氯醛（250mg/kg）腹腔注射麻醉。麻醉后固定于脑立体定位仪上，剃除大鼠颅顶部毛发，消毒，沿头顶正中线行皮肤切口约1cm，前达眉弓中点，后至对耳线，钝性分离皮下组织后暴露前囟。按照大鼠解剖图谱定位右侧侧脑室进针点：前囟后0.8mm，中线右侧
22.1
结果
正常对照
脑积水发生情况比较（表1；图1）
组、假性脑室出血组无脑积水发生；经χ2Fisher精确概率法计算，脑室出血加去铁敏组脑积水发生率显著低于脑室出血组和侧脑室注铁离子组（P＜
1.6mm，进针深度3.2mm。钻孔至硬脑膜，脑室出
血组及脑室出血加去铁敏组取大鼠尾静脉自体血
0.01）。
2.2脑脊液铁离子及脑组织铁蛋白含量测定
假
130μl，采用微量注射器以10μl/min的速度匀速注血，分两次注入侧脑室，间隔5min，全部注入后留针5min退针，以骨蜡封闭骨孔并缝合头皮；术后3h予大鼠腹腔注射去铁敏（100mg/kg），12h1次，连续7d。脑室出血组采用相同的方法向右侧侧脑
室注入等量大鼠自体血，同时予等量生理盐水腹腔注射。假性脑室出血组采用相同的方法向右侧侧脑室注入等量生理盐水，同时给与等量生理盐水腹腔注射。侧脑室注铁离子组以5μl、6.67g/L的FeCl3人工脑脊液溶液，以1μl/min匀速注入模型大鼠右侧侧脑室，同时予等量生理盐水腹腔注射。正常组不手术，同一环境喂养28d。
性脑室出血组各时相点脑脊液铁离子含量与正常对照组比较均无明显差异（P＞0.05），脑室出血组
表1各组大鼠术后脑积水发生情况（n，%）组
别
术后1d（n=5）
术后7d（n=5）
术后28d（n=15）
正常对照组假性脑室出血组脑室出血组侧脑室注铁离子组脑室出血加去铁敏组
00000
004（80）3（60）1（20）
0015（80）①11（73）①3（20）
注：①与假性脑室出血组比较，P＜0.01；与脑室出血加去铁敏组比较，P＜0.01
1A1B1C1D1E图1各组大鼠术后28d脑积水发生情况大体观察1A正常对照组1B假性脑室出血组1C脑室出血组1D侧脑室注铁离子组1E脑室出血加去铁敏组（箭头所示为侧脑室）
·30·
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和侧脑室注铁离子组脑脊液中铁离子含量在1、7、蛋白质和DNA损伤，产生神经毒性损害作用，最终导致细胞死亡，加重继发性脑水肿、反应性胶质增生等[6]。临床上观察到脑出血和蛛网膜下腔出血后脑脊液中铁离子含量均持续升高28d以上[7-8]。我们的前期研究通过向大鼠侧脑室注入铁离子成功诱发大鼠脑积水的形成[3]，初步证实铁离子可能在脑室出血后脑积水发生过程中有重要意义。铁蛋白作为脑组织铁离子的贮存和转运蛋白，在维持脑铁代谢平衡中有重要作用[9]。目前，对脑出血后脑组织内铁蛋白含量变化的研究不多，而脑室出血后铁蛋白的表达情况未见文献报道，Suzuki等[8]检测蛛网膜下腔出血后慢性脑积水病人脑脊液中铁蛋白含量，发现脑积水组铁蛋白含量较非脑积水组显著升高，提示铁离子和铁蛋白可能对大鼠脑室出血后慢性脑积水的形成具有重要影响。
去铁敏是一种铁离子螯合剂，可以透过血-脑屏障在脑中达到较高浓度，其可与铁离子、铁蛋白、含铁血黄素等中的铁螯合形成稳定复合物[7]，阻止铁进一步发生化学反应，有效降低脑室出血后脑脊液中的铁离子含量，相应减少铁离子介导的一系列继发性神经毒性作用。但去铁敏对脑室出血后慢性脑积水的防治效应的相关研究较少。在前期研究基础上，本次实验通过侧脑室注入自体静脉血或FeCl3人工脑脊液溶液成功制备大鼠脑积水模型，按Kim等[4]的标准，以前囟后0.4mm冠状面侧脑室宽度超过1mm判定为脑积水形成。脑室出血组7、28d时脑积水发生率均为80%，侧脑室注铁离子组7、28d时脑积水发生率分别为60%和73%，而脑室出血加去铁敏组7、28d时脑积水发生率均仅为20%，显著低于脑室出血组和侧脑室注铁离子组。这提示侧脑室内过量的血液和铁离子均可导致慢性脑积水的发生，而去铁敏可显著降低脑室出血后脑积水的发生率。
本研究结果显示：大鼠脑室出血后，脑室出血组、侧脑室注铁离子组及脑室出血加去铁敏组脑脊
28d时均显著高于同时相点的假性脑室出血组（P＜0.01），脑室出血加去铁敏组脑脊液中铁离子含量在1、7、28d时均显著低于同时相点脑室出血组（P＜0.01）（图2）。
大鼠脑室出血后，大脑半球脑组织中铁蛋白含量与脑脊液中铁离子含量改变类似，均有增高趋势。脑室出血组、侧脑室注铁离子组及脑室出血加去铁敏组脑组织中铁蛋白含量均在术后1d升高，
7d时达峰值。脑室出血组及侧脑室注铁离子组脑
组织中铁蛋白含量各时相点均明显高于相应时相点的假性脑室出血组（P＜0.01），这显示在脑积水的发生过程中，脑组织中铁蛋白含量是升高的。而脑室出血加去铁敏组脑组织铁蛋白含量在7、28d时显著低于脑室出血组和侧脑室注铁离子组（P＜
0.01）（图3）。
30
①
正常组
假性脑室出血组
①
②
铁离子含量（μmol/L）25
①
20151050
1
脑室出血组
①
侧脑室注铁离子组脑室出血加去铁敏组
②
①
①
②
728造模后天数（d）
图2各组大鼠脑脊液铁离子含量变化①与假性脑室出血
组比较，均P＜0.01；②与脑室出血组比较，均P＜0.01
140铁蛋白含量（μg/ml）正常组
①
120100806040200
①
①
①
假性脑室出血组脑室出血组侧脑室注铁离子组脑室出血加去铁敏组
②
①
①
②
液中铁离子含量均在1d时达峰值，表明在脑积水形成早期，均有高浓度的铁离子因素存在。脑室出血组及侧脑室注铁离子组28d时脑脊液中铁离子均明显高于同时相点的假性脑室出血组，而脑室出血加去铁敏组脑脊液中的铁离子在各时相点均低于脑室出血组和侧脑室注铁离子组，28d时仍有显著差异，表明去铁敏可显著降低脑室出血后脑脊液中铁离子含量。
本研究结果进一步显示：大鼠脑室出血后，大脑半球脑组织中的铁蛋白含量改变与脑脊液中的
1728造模后天数（d）
图3各组大鼠脑组织铁蛋白含量变化①与假性脑室出血
组比较，均P＜0.01；②与脑室出血组比较，均P＜0.01
3讨论
脑出血后大量红细胞进入脑脊液，分解代谢后产生大量铁离子，并在脑实质内及蛛网膜下腔过量蓄积。铁离子具有促进氧化应激的作用，可介导产生脑内氧自由基，病理情况下易引发并加剧脂质、
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铁离子含量改变类似。脑室出血组、侧脑室注铁离子组及脑室出血加去铁敏组大鼠脑组织中铁蛋白含量均在1d后出现升高，7d时达峰值，脑室出血组及侧脑室注铁离子组脑组织中的铁蛋白含量各时相点均高于相应时相点的假性脑室出血组，而进行去铁敏干预后，脑组织铁蛋白含量在7、28d时显著低于脑室出血组和侧脑室注铁离子组，提示进行去铁敏干预可显著抑制脑室出血后脑组织铁蛋白含量的异常升高。
在大鼠脑室出血后慢性脑积水形成过程中，与假性脑室出血相比，脑积水发生率较高的脑室出血组及侧脑室注铁离子组脑脊液铁离子、脑组织铁蛋白含量均较高。同样的结果在我们同期一项采用
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7.0TmicroMRI的实验研究中得到印证，研究采用T2加权MRI成像，观察到大鼠脑室出血后脑室扩大，在28d时存在代表铁离子和铁蛋白在侧脑室蓄
积产生的病变[10]。而去铁敏可降低相应时相点脑室出血后脑脊液中铁离子含量和脑组织中铁蛋白含量，同时降低脑积水发生率，其作用机制尚不清楚。推测去铁敏可降低脑室出血后脑脊液铁离子和脑组织中铁蛋白含量的增高，进而减少脑室出血后脑积水的发生率。提示在临床上对伴有脑室出血的病人早期使用去铁敏预防性治疗，有可能减少脑室出血后慢性脑积水的发生，值得采用现代转化医学方法进一步研究。
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（收稿日期：2011-03-10；修回日期：2011-11-15）
[1]HuttnerHB,KohrmannM,BergerC,etal.Influenceof
intraventricularhemorrhageandocclusivehydrocephalus
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!清华大学玉泉医院第4届癫疒间外科术前评估学习班通知
由清华大学玉泉医院癫疒间中心举办的第4届癫疒间外科术前评估学习班定于2012年4月18日-21日在北京清华大学近春园举行。学习班就癫疒间外科术前评估进行全面系统的讲解，包括术前评估的流程，致疒间灶定位及手术方案的确定，各种癫疒间外科手术技巧，头皮视频脑电图监测技术，颅内电极植入（硬膜下电极及立体定向深部电极）方法，颅内脑电图正常及异常脑波分析，颅内脑电图发作起源的特点，皮层电刺激、诱发电位、颅内高频脑电分析等技术定位脑功能区，另外包括大量的典型病例讨论及发作视频症状学分析。
学习班报名要求：从事癫疒间外科、癫疒间内科、神经电生理并有一定经验的医（技）师参加，限额30人，报名截至日期：2012年4月2日。
详情见www.eplove.com或www.eplucky.com联系人：徐晓芳
联系电话：010-8825876613521076889
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