聚焦超声联合微泡开放血脑屏障对小鼠紧密连接蛋白的影响

目的:探讨聚焦超声(focused ultrasound,FUS)联合微泡开放血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的安全性,并通过对FUS辐照后紧密连接蛋白的检测探究FUS开放BBB的可能机制.方法:健康昆明小鼠70只,随机分为对照组、FUS联合微泡开放BBB组,并进一步分为FUS开放BBB1h、4h、24h组.采用Garcia量表评估小鼠的神经行为学变化;HE染色观察超声辐照脑区的出血情况;ELISA动态检测炎性因子:肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)、白细胞介素 1β(interleukin 1 beta,IL-1β)、白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)的表达水平.经尾静脉注射伊文思蓝(evans blue,EB)动态观察不同分组小鼠脑内EB的渗透情况.Western Blot检测水通道蛋白4(aquaporin-4,AQP4)表达量的变化分析脑组织的水肿情况;分别检测不同时段紧密连接蛋白occludin、claudin-5、紧密连接蛋白1(zonula occludens-1,ZO-1)的表达水平评估超声对紧密连接蛋白的影响.结果:FUS诱导BBB开放后,小鼠不同时段的神经行为学评分均与对照组无明显差异(P＞0.05);HE染色显示FUS辐照后小鼠脑实质内无明显的红细胞渗出,炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6的表达水平在BBB开放后的1h、4h、24h均与对照组无明显差异(P＞0.05).在EB渗透实验中,1h组小鼠脑实质内有EB渗透,而其他分组均未观察到EB.不同时段AQP4蛋白表达量与对照组相比无显著性差异(P＞0.05).FUS辐照后1h,occludin(P=0.034)、claudin-5(P＜0.001)、ZO-1(P=0.002)蛋白表达水平显著降低;4h后ZO-1、occludin蛋白水平逐渐上升至对照组水平(P＞0.05).而claudin-5蛋白表达量在24h仍低于对照组(P=0.002).结论:FUS可以安全有效的开放BBB,其机制可能是通过作用于紧密连接蛋白ZO-1、occludin、claudin-5实现的.