目前,临床上对于 WMI 的治疗手段十分有限,这让医生和家长们都焦虑不已。而且,大多数实验研究都只关注单一的损伤因素,比如高氧或者围产期炎症,可实际上,WMI 是由多种因素共同作用引发的。就好比一把锁需要多把钥匙才能打开,单一因素的研究就像只用一把钥匙尝试开锁,很难真正了解 WMI 的复杂机制,也难以找到有效的治疗方法。
为了攻克这个难题,来自德国杜伊斯堡 - 埃森大学医院(University Hospital Essen, University Duisburg-Essen)的研究人员 Meray Serdar、Kay-Anja Walther 等人挺身而出,展开了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》杂志上。
研究人员为了模拟临床上 WMI 的发病情况,精心设计了一个实验。他们给怀孕 20 天的 Wistar 大鼠腹腔注射脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS),以此诱导孕期炎症,这就好比给大鼠妈妈体内注入了 “炎症因子”,让胎儿处于炎症的环境中。然后,在大鼠幼崽出生后的第 3 天到第 5 天,将它们暴露在高氧(80% O2)环境里,模拟早产儿常见的高氧情况。之后,研究人员在不同时间点对大鼠幼崽进行各项检测,从细胞和分子层面深入探究白质和灰质的发育、神经炎症反应等情况。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是组织学和免疫组化分析,通过对大鼠大脑组织切片染色,观察细胞和组织的形态结构变化,比如检测少突胶质细胞的成熟和增殖情况、小胶质细胞的活化状态等;其次是蛋白质和 RNA 分离技术,从大脑组织中提取蛋白质和 RNA,用于后续的蛋白质表达和基因表达分析;还有 Western blot 和实时定量 PCR 技术,分别用于检测蛋白质和 mRNA 的表达水平,这些技术就像精密的 “探测器”,帮助研究人员精准地获取实验数据。
研究结果如下:
- 孕期炎症与产后高氧联合降低幼崽生长指标:孕期 LPS 暴露不仅让大鼠妈妈体重增加减少,还使得幼崽出生时体重更低,这种体重差异一直持续到相当于人类足月的年龄(P11)。同时,幼崽的体长也缩短了,而且血清瘦素水平升高,这表明生长受限与代谢紊乱有关,就好像幼崽的 “生长发动机” 出现了故障。
- 联合作用导致大脑体积减小和皮质层变薄:研究人员发现,虽然单一损伤对大脑体积和皮质厚度影响较小,但孕期炎症和产后高氧联合作用时,大鼠幼崽的大脑体积显著减小,特别是在海马体附近的皮质层 V - VI 厚度明显变薄,这意味着大脑的结构发育受到了严重影响,就像盖房子时,关键的楼层变薄了,影响了整个建筑的稳定性。
- 对少突胶质细胞的影响:产后高氧会导致少突胶质细胞急性退化,成熟的 CC1+少突胶质细胞数量减少;而孕期 LPS 则在 P11 时使成熟少突胶质细胞数量进一步减少,说明其影响了少突胶质细胞的成熟过程。这就好比少突胶质细胞的 “成长之路” 受到了阻碍,影响了大脑神经传导的 “绝缘层”—— 髓鞘的形成。
- 加剧髓鞘形成缺陷:产后高氧和孕期炎症单独作用时,都会导致髓鞘形成减少,联合作用时这种缺陷更加明显。MBP、MAG 和 CNPase 等髓鞘相关蛋白和基因的表达都下降,髓鞘纤维的长度和交叉数量也减少,就像电线的绝缘层破损,影响了神经信号的正常传递。
- 诱导小胶质细胞活化和炎症因子变化:孕期炎症和产后高氧联合作用,使小胶质细胞明显活化,炎症因子 IL - 6 和 TNFα 在大脑组织中的表达上调,不过在血清中这些炎症因子的水平却下降了。这表明中枢神经系统和外周免疫系统的免疫反应存在差异,就像身体内部的 “免疫部队” 在不同区域有不同的作战策略。
- 独特的表型特征:通过主成分分析发现,联合处理组与对照组有明显区别,而且联合处理组中大脑体积、皮质厚度、髓鞘形成等指标之间存在显著相关性,这说明联合损伤诱导出了一种独特的 EoP(Encephalopathy of Prematurity,早产儿脑病)表型。
研究结论和讨论部分指出,该研究建立的孕期炎症和产后高氧联合损伤模型,在大脑体积、髓鞘形成缺陷和神经炎症反应等方面呈现出明显的相加和协同效应,这些效应正是 WMI 的主要特征。这个模型能够很好地模拟早产儿 WMI 的病理过程,有助于研究人员深入了解 WMI 的发病机制,为开发新的治疗方法提供了有力的工具。不过,研究也存在一些局限性,比如没有评估长期的神经发育结局,外周免疫细胞在模型中的作用也有待进一步研究。但无论如何,这项研究为早产儿 WMI 的研究开辟了新的道路,让我们离攻克这个难题又近了一步。相信在未来,随着研究的不断深入,我们能够找到更好的方法来保护早产儿的大脑,让这些小战士们健康成长。