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实验性变应性猴脑脊髓炎的超微结构改变 中华神经科杂志 1998年第6期第31卷 论著 作者：胡学强 陆正齐 饶从志 吴金浪 吴义芳 单位：510630 广州，中山医科大学附属第三医院神经科（胡学强、陆正齐、饶从志），电镜室（吴金浪、吴义芳） 关键词： 食蟹猴；脑脊髓炎；实验性变态反应性；多发性硬化；超微结构 【摘要】 目的 探讨自身免疫性中枢神经系统(CNS)脱髓鞘的病理特点和发病过程。方法 建立猴实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)的模型，并从病情不同阶段进行病理取材和电镜观察。结果(1)EAE脱髓鞘最早的靶是少突胶质细胞(ODC)，而不是髓鞘本身；(2)无论急性期还是慢性期，脱髓鞘病灶内只有极少的炎细胞浸入；(3)急性期髓鞘改变轻微，以变性为主，ODC肿胀显著，轴突相对完整。远离髓鞘变性区有大量炎细胞浸入；(4)慢性期病变区髓鞘脱失明显，ODC严重变性或部分丢失，继发性轴突变性，边缘可见少量薄的髓鞘再生，血脑屏障破坏。结论 EAE的CNS脱髓鞘过程首先累及ODC。 Ultrastructure of acute and chronic experimental allergic encephalomyelitis in cynomolgus monkeys Hu xueqiang, Lu Zhengqi, Rao Congzhi, et al. Department of Neurology, The Third Affliated Hospital, SUN-YAT-SEN University of Medical Science，Guangzhou 510630 【Abstract】 Objective To investigate the pathological features and the initiating factor of autoimmune CNS demyelinating diseases. Methods The animal models of experimental allergic encephalomyelitis (EAE) in cynomolgus monkeys were established. Following, two EAE animals respectively during the acute and chronic stages were killed, and a healthy monkey was killed, too. Numerous brain blocks was obtained from the above-mentiond three animals and the observations were made under an electron microscope.Results The findings demonstrated that (1) the first target attacked by the immune events was oligodendrocytes, but not the myelin sheaths itself: (2) during the acute stage or chronic stage, in the demyelinating plaques, there were only a few inflammentory, cells infiltration; (3) in the acute stage, the myelin sheaths were markedly loosen and the axon-myelins seperated, but the axons were relatively perserved and in the patch away from the degenerated myelin there were a number of inflammentory cellular infiltrations; (4) in chronic lesions, myelin sheath loss was obvious, secondary axonal injuries was severe, including axon swelling and loss with oligodendrocytes markedly reduced or degenerated, but there were fewest in flammentory cells seen at the edge of the lesions with thin remyelination and persistently damaged blood brain barrier. Conclusion Our studies indicated that the demyelinating process of EAE possibely involved the oligodendrocytes primarily. 【Key words】 Cynomolgus Experimental allergic encephalomyelitis Multiple sclerosis Ultrastructure
中枢神经系统(CNS)脱髓鞘疾病中免疫因素攻击最早的靶是髓鞘本身还是少突神经胶质细胞(ODC),目前尚不清楚［1］。实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)是脱髓鞘疾病的动物模型［2］。我们从猴EAE脑和脊髓的超微结构方面,将急、慢性EAE进行比较,旨在通过了解猴急、慢性EAE的病理特点CNS脱髓鞘的发生过程,进一步明确脱髓鞘疾病的发病机制。 材料和方法 1.实验材料:选择广东省实验动物研究中心提供的食蟹猴13只,其中雌性8只、雄性5只。单笼喂养,健康状态良好(合格证号:粤检证记97A015号)。 2.建立EAE模型:新鲜食蟹猴脑,提取脑白质,加磷酸盐缓冲液（PBS）制成脑白质匀浆,再加完全福氏佐剂(CFA)配成脑白质匀浆乳化剂,多部位皮下注射12只实验动物,1周后再重复注射1次。随机选择6号猴作对照组皮下注射PBS和CFA。 3.临床评价:评价标准参考Massacesi等［3］的猴EAE临床病情评分办法。每日观察实验猴的病情变化,每周1次脑脊液细胞学检查,病理解剖前作头颅MRI至少1次。 4.临床病程评价:按照Poser等［4］的多发性硬化（MS）临床病程评价标准将EAE分成急性型和慢性型（包括慢性进展型和慢性复发及缓解型）。 5.病例选择:12只实验猴全部发病,其中5只为慢性型,7只为急性型。选择临床症状明显发病2周后的13号猴作为急性型代表,选择病程10个月有复发与缓解的11号猴作为慢性型代表,并与6号健康猴作对照。 6.病理取材:用3％的戊巴比妥腹腔内注射麻醉动物,从颈静脉放血处死，开颅取脑和脊髓,观察其形态及有无充血和水肿,并称重。迅速将脑和脊髓沿冠状面每隔约0.5 cm厚切开,在大体观察有病变的部位及附近进行取材,如11号猴的基底节区、小脑、桥脑,13号猴的颞叶深部白质、小脑、桥脑等多处取约花生米大小的组织块。对照组也在相同部位取材。 7.电镜切片制作方法［5］与观察:迅速用2.5％的戊二醛作前固定,然后取出，分成1 mm×1 mm×1 mm大小,用四氧化锇后固定1.5小时, 用EPON812包埋机包埋,用Leica超簿切片机切片,醋酸钠及柠檬酸双重染色,用日立H-600透射电镜观察。 结果 1.急、慢性EAE猴MRI表现：急性EAE猴(13号)脑MRI横断面T2加权像示颞叶深部白质点状高信号影,T1未见异常；慢性EAE猴(11号)脑冠状面MRI T2加权像示基底节区条索状高信号影,T1为低信号。对照组未见异常。 2.大体观察：慢性EAE猴(11号)双侧基底节区见1个3 mm×5 mm大小的灰白色病灶,右侧小脑深部白质见3 mm×3 mm的灰白色病灶。桥脑腹侧见1个2 mm×2 mm的暗红色病灶。脊髓C7、T1和T7界面不清。 急性EAE猴(13)双侧颞叶深部白质见3 mm×3 mm大小的暗红色病灶,顶叶白质见3 mm×2 mm大小暗红色病灶。脑干、小脑、脊髓未见异常。 3.电镜所见：急性EAE颞叶深部白质、小脑、桥脑可见到正常的髓鞘内ODC胞浆已明显水肿(图1)。髓鞘内板层松解和轴突髓鞘分离,而此时髓鞘外板层正常,髓鞘内轴突完好,但ODC内水肿明显,线粒体肿胀,嵴模糊或断裂,核部分溶解 (图2)。有些髓鞘均匀一致肿胀松解(图3)，脱髓鞘病灶内罕见炎细胞,毛细血管内皮细胞肿胀,紧密连接模糊或断裂,毛细血管周边星形细胞肿胀明显(图4),远离病变区可见大量炎细胞浸入,以淋巴细胞为主,其次为小胶质细胞和单核巨噬细胞。慢性EAE基底节区、小脑及桥脑白质内见明显的髓鞘脱失或脱落倾向(图5),轴突明显减少,脱髓鞘的轴突变性(图6)。病灶中间见极少的淋巴细胞和较多的吞噬髓鞘的巨噬细胞。病灶边缘的轴突有些有簿而规则的髓鞘,其中的ODC胞浆内含丰富的微管和内质网,但轴突正常。毛细血管内皮细胞核、基底膜及紧密连接基本正常,附近的星形细胞未见肿胀。 讨论 EAE是脱髓鞘疾病的动物模型，其中急性EAE和超急性EAE分别是急性播散性脑脊髓炎和急性出血坏死性白质脑病的动物模型,而慢性EAE是MS的理想模型。戚晓昆等［6］近来对豚鼠EAE的电镜研究发现,髓鞘薄层环形结构松散、断裂;薄髓鞘的轴索内可见线粒体肿胀和消失,而厚髓鞘的轴索内线粒体尚好。结果也证实EAE表现为髓鞘脱失。 CNS脱髓鞘疾病中免疫因素攻击最早的靶是髓鞘本身还是ODC？目前有两种看法。大多数学者 在研究MS的脱髓鞘病理时认为血管周围炎细胞浸入以致髓鞘破坏［7～9］。而也有学者认为免疫细胞首先杀伤ODC,而炎细胞是损伤后的反应产物［10，11］。 我们将食蟹猴急、慢性EAE的超微结构进行对照研究,结果发现有以下特点:(1)脱髓鞘的病灶内极少见淋巴细胞浸入;髓鞘内板层松解和轴突髓鞘分离,而此时髓鞘外板层正常;ODC内水肿已明显,而髓鞘基本正常。提示EAE脱髓鞘最早的靶是少突胶质细胞(ODC),而不是髓鞘本身。 (2)无论急性期还是慢性期，脱髓鞘病灶内只有极少的炎细胞浸入。(3)急性期髓鞘改变轻微,以变性为主,ODC肿胀显著,轴突相对完整。远离髓鞘变性区有大量炎细胞浸入,以淋巴细胞为主;(4)慢性期病变区髓鞘脱失明显,ODC严重变性或部分丢失,脱髓鞘的轴突严重变性或丢失；(5)慢性EAE病灶边缘簿而规则的髓鞘内轴突正常,但ODC不成熟,胞浆内含丰富的微管和内质网，提示少量薄的髓鞘再生；(6)急性EAE有明显的血脑屏障破坏,理由是毛细血管内皮细胞紧密连接破坏和附近的星形细胞伪足肿胀，有明显的血脑屏障破坏。我们对猴急、慢性EAE的超微结构研究提示EAE的CNS脱髓鞘过程首先累及ODC。
图1 ODC胞浆明显水肿，但髓鞘正常 EM10000 2 轴突与髓鞘分离，髓鞘内板层松解，ODC部分胞浆肿胀 EM15000 3 髓鞘全层松解 EM15000 4 内皮细胞基底部分破坏，周围的星形细胞伪足明显水肿 EM12000 5 髓鞘部分脱失，轴突轻度变性，内含的线粒体嵴模糊，内质网扩张 EM10000 6 髓鞘几乎完全脱失，而轴突仅轻度变性能 EM8000 参考文献 1 Boccaccio GL, Steinman L， Multiple sclerosis: from a myelin point of view.J Neurosci Res,1996,45:647-654. 2 袁锦楣，主编.临床神经免疫学.北京:科学技术出版社,1992,123-127. 3 Massacesi L,Joshi N,Lee-parritz D, et al.Experimental allergic encephalomyelitis in cynomolgus monkeys. J Clin Invest,1992,90:399-400. 4 Poser CM,Pathy DM,Scheinbery L,et al. New diagnostic criteria for multiplle sclerosis. Ann Neurol,1983, 13:227-231. 5 张景强,朴英杰,蔡福筹，等.生物电子显微技术.广州:中山大学出版社.1987, 40-62. 6 戚晓昆,蒲传强,朱克，等.实验性变态反应性脑脊髓炎模型病理及组化研究.中华神经科杂志,1996,29:97-99. 7 Prineas JW.Pathology of the early lesion in multilple sclerosis. Hum Pathol,1975,6:531-554. 8 Prineas JW,Raine CS. Electron microscopy and immunoperoxidase studies of early multiple sclerosis lesion. Neurology,1976,26:29-32. 9 Prineas JW,Connell F. The fine structure of Chronically active multiple sclerosis plaques. Neurology,1978,28:68-75. 10 Kirk J. The fine structure of the CNS in multiple sclerosis. Neuropathol Appl Neurobio, 1979, 5:289-94. 11 Rodriguez M, Scheithauer B.Ultrastructure of multiple sclerosis. Ultrastruct Pathol,1994,18:3-13. 本课题为国家自然科学基金（No.39270275）和国家教委博士点基金赞助项目 (收稿：1997-12-28 修回：1998-09-03) |
