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神经科学杂志。2014年12月3日；34(49): 16180–16193.
数字对象标识：10.1523/JNEUROSCI.3020-14.2014
预防性维修识别码：PMC4252540型
PMID：25471560

脑外伤后Glymphative通路功能受损促进Tau病理

杰弗里·伊里夫,通讯作者1,2,三 迈克尔·J·陈,1 本杰明·普洛格,1 道格拉斯·齐彭菲尔德,2,三 梅丽莎·索特罗,2 杨丽君,1 伊滕德·辛格,1 拉希德·迪恩,1和梅肯·内德加德1
作者信息 文章注释 版权和许可信息 PMC免责声明

摘要

创伤性脑损伤（TBI）是包括阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease）在内的痴呆症早期发展的既定风险因素，创伤后大脑经常出现由tau蛋白聚集体组成的神经原纤维缠结。我们最近定义了一个脑范围的血管旁通道网络，称为“glymphatic”通路，脑脊液沿着该通路进入和穿过脑实质，促进包括淀粉样β在内的间质溶质从大脑中清除。在这里，我们在小鼠中证明，细胞外tau沿着这些血管旁通路从大脑中清除。TBI后，glymphatic通路功能降低了～60%，损伤后这种损害至少持续1个月。编码星形胶质细胞水通道水通道蛋白-4的基因敲除对血管旁间质溶质清除起重要作用，加剧了TBI后的glymphatic通路功能障碍，并促进了脑创伤后神经原纤维病理学和神经变性的发展。这些发现表明，TBI后glymphatic通路功能的慢性损伤可能是导致创伤后大脑易受tau聚集和神经变性发病的关键因素。

关键词：AQP4、水通道蛋白-4、脑脊液、神经变性、τ蛋白病、创伤性脑损伤

引言

中重度创伤性脑损伤（TBI）是包括AD在内的神经退行性变发展的既定危险因素，单次TBI会增加日后罹患痴呆的风险(郭等人，2000;Plassman等人，2000年;Moretti等人，2012年;D.H.Smith等人，2013年). AD患者中既往发生TBI与未发生TBI的患者相比发病年龄更早相关，这表明TBI加速了AD病理学的发展(Sullivan等人，1987年;Gedye等人，1989年;Nemetz等人，1999年). 事实上，对TBI长期幸存者和年龄匹配的对照组的尸检组织病理学检查显示，在<60岁的患者中，34%的创伤后大脑中存在由过度磷酸化tau组成的细胞内聚集物，而年龄匹配的对照组的发病率为10%(Johnson等人，2012年). 尽管这些发现将TBI与AD等慢性神经退行性变联系在一起，但创伤后大脑中发生的使其易受tau聚集影响的变化尚不清楚。

Tau是一种细胞内微管相关蛋白，在兴奋性神经元活动时释放到健康年轻大脑的间质中(Yamada等人，2011年,2014). 新的证据表明，τ和τ聚集体通过细胞外空间的运动在细胞内τ病理学的发展和传播中起着重要作用(Frost and Diamond，2010年;Jucker和Walker，2011年;Walker等人，2013年). 虽然人们对细胞内τ加工的分子途径了解很多(莫里斯等人，2011年;Chesser等人，2013年)脑间质tau清除的途径和机制，以及在TBI情况下如何改变尚不清楚。

我们定义了一种脑血管旁通路，该通路有助于有效清除脑实质中的间质蛋白和肽，包括淀粉样β(Iliff等人，2012年,2013年a,b条;谢等人，2013). 我们发现，蛛网膜下腔脑脊液沿着贯穿动脉周围的血管旁间隙，通过脑实质再循环，与周围的间质液（ISF）交换，以促进间质溶质的清除。血管旁CSF–ISF交换和间质溶质清除依赖于通过星形胶质水通道-4（AQP4）水通道的水转运(Iliff等人，2012年)主要定位于血管周围星形细胞终足。基于其对间质蛋白管理淋巴功能的分配及其对胶质水转运的依赖性，我们将这种血管旁通路称为“glymphatic系统”。在本研究中，我们评估了血管周围AQP4定位在TBI后是否受到破坏(Lu等人，2011年;福田等人，2012年;Ren等人，2013年)伴有创伤后血管旁CSF–ISF交换和间质溶质清除障碍。发现TBI后glymphatic通路功能的慢性损伤，我们定义了间质tau清除的解剖通路，然后测试glymphalic清除的损伤是否有助于TBI后磷酸化tau的积累。

材料和方法

动物。

所有实验均获得罗切斯特大学医学中心大学动物资源委员会和俄勒冈州健康与科学大学动物护理与使用委员会的批准。除非另有说明，实验中使用了8至12周龄雄性C57BL/6小鼠（Charles River）。为了确定脑中τ清除的血管旁途径，我们制作了一只转基因双报告小鼠。如前所述，将Tg（TIE2GFP）287Sato/J（Tie2-GFP，JAX）与NG2DsRedBAC（NG2-DsRed，JAX(Iliff等人，2012年). Tie2-GFP在内皮特异性Tie2启动子下过度表达绿色荧光蛋白，而NG2-DsRed小鼠在NG2启动子的控制下表达红色荧光蛋白DsRed。成年NG2-DsRed动物在脑周细胞和血管平滑肌细胞以及NG2-阳性胶质细胞中表达DsRed。在Tie2-GFP:NG2-DsRed小鼠中，所有血管都用GFP标记。毛细血管、小静脉和静脉在上覆周细胞上表达分散的DsRed标记。动脉和动脉表现出密集的DsRed标记的圆周模式。问题4−/−小鼠的产生如前所述(Thrane等人，2011年). 这些动物是全球性的问题4基因敲除回交到C57BL/6背景。

“撞跑”创伤性脑损伤模型。

如前所述诱导实验性闭颅中度TBI(Ren等人，2013年). 简而言之，通过水平安装金属杆，对气动控制的皮质撞击装置（匹兹堡精密仪器）进行了改进。撞击器滑块的末端安装了一个抛光的不锈钢尖端，在撞击过程中撞击鼠标头部。撞击深度为10 mm，撞击时间为0.1次，撞击速度为5.2 m/s。一旦对尾部夹持无反应，用2.5%异氟醚麻醉小鼠2分钟，然后用安装的金属环从门牙垂直悬挂头部。撞击器位于同侧眼眶和耳道中间的加载点，与颅骨垂直。撞击后，机械装置将受伤的动物放在下面的软垫上。麻醉诱导后，暂停、伤害动物并将其放在软垫上需要约30秒。将经过脱毛处理的小鼠麻醉，挂在绳子上，然后让其跌落并恢复。

Hit&Run模型相对于更传统的TBI模型的优势，如控制性皮质撞击（CCI）或液体撞击损伤模型（FPI），包括使用最短的麻醉时间（<5分钟）、闭合颅骨（无需开颅手术）和自由移动的头部，已经在我们之前的研究中详细定义了该模型的特征(Ren等人，2013年). 对本研究尤其重要的是，CCI和FPI模型中都使用了外科颅骨切除术，可以减少闭合颅骨TBI后大脑中AQP4的上调(Tomura等人，2011年). 因此，为了研究创伤后AQP4表达和定位的变化对glymphatic通路功能的影响，避免这种混淆的影响很重要。此外，越来越多的研究表明，暴露于临床相关水平的吸入麻醉剂（如异氟醚）可促进tau磷酸化和神经原纤维病理学(Planel等人，2009年;Run等人，2009年). Hit&Run模型中使用的最短麻醉时间减少了此类影响影响我们在损伤诱导后28天评估tau磷酸化的可能性。

免疫荧光。

在自由浮动的100μm PFA固定振动切片或滑动安装的20μm冷冻切片上进行免疫荧光。切片在室温下用3%的正常驴血清封闭1小时（Jackson ImmunoResearch），在4°C下与一级抗体孵育过夜，在室温下与二级抗体孵化2小时。主要抗体包括小鼠抗GFAP（一种星形细胞标记物；1:500：Millipore）、兔抗AQP4（1:500；Millipoer）、小鼠抗人tau（1:500，Pierce）；兔抗NeuN（神经元标记物；1:500；Millipore）、小鼠抗磷酸化tau（AT8；1:40；Pierce）、小鼠磷酸化神经丝（SMI34；1:250；Abcam）和Iba1（小胶质细胞/巨噬细胞标记物；1:250，Wako）。切片用DAPI（Life Technologies）的Prolong Antifade Gold安装。免疫荧光在倒置激光扫描共聚焦显微镜（Zeiss LSM510）上成像，并使用共振扫描共聚焦镜（Nikon A1R）生成全片蒙太奇。

为了量化GFAP-、Iba1-和AT8（P-tau）免疫反应性，从每只动物的创伤性病灶周围以200μm的间隔选择4个20μm的切片进行成像。在假手术治疗的动物中，选择了等效口腔粘膜水平的切片。盲法研究者通过63倍物镜功率的激光扫描共聚焦显微镜从颞同侧和对侧皮层获得均匀视野，排除病变腔和周围的神经胶质瘢痕。共焦显微照片在FIJI软件中由一名盲人研究人员进行分析。荧光通道被分离，并且图像被均匀地阈值化以导出表示成像场的百分比的面积分数值。对每只动物的四个切片的面积分数进行平均，得出单个生物复制品。

池内脑脊液示踪剂输注。

荧光CSF示踪剂（卵清蛋白缀合的Alexa 647，45kDa；Life Technologies；OA-45）在人工CSF中以0.5%的浓度构成。对于脑室内示踪剂输注，将麻醉小鼠固定在立体定向框架内，并将30号针头插入大池。用注射泵（哈佛仪器）以1μl/min的速度注入10微升脑脊液示踪剂10分钟。为了观察示踪剂从脑池隔室进入脑实质的运动，在开始脑池内灌注30分钟后，对动物进行灌注固定（注意，针在整个30分钟内都保持在原位，即使在停止灌注后也是如此）。如上所述切割并安装振动切片（100μm）。示踪剂流入大脑的图像体外采用全片常规荧光显微镜（奥林巴斯；立体研究软件）。

如前所述，示踪剂流入由盲法研究人员使用FIJI（ImageJ）软件进行量化(Iliff等人，2012年). 手动勾画出每一片同侧和对侧大脑皮层的轮廓，并测量皮层ROI内的平均荧光强度。计算单个动物八个切片之间每个半球的荧光强度加权平均值（按皮质面积加权），得出单个配对（同侧和对侧）生物复制。采用Sidak’s双向方差分析评估TBI对CSF示踪剂流入同侧或对侧皮层的影响事后（post-hoc）进行多次比较以确定各个时间点之间的差异。

实质内注射。

为了评估间质τ清除途径，将重组人τ（hTau；Abcam）立体定向微注射到Tie2-GFP:NG2-DsRed小鼠的大脑皮层。钻一个小的钻孔，并在体感皮层内以下立体定向坐标处插入一个33号不锈钢套管（Hamilton）：后0.58 mm，前角外侧1.90 mm，脑表面以下0.70 mm。插入插管30分钟后，在10分钟内注入500 nl 0.1μg/μl hTau。1小时后，取出插管并快速灌注固定动物。用标记有人类tau特异性一级抗体的100μm连续振动切片评估hTau在大脑中的运动。

为了评估脑组织间质液体和溶质清除率，放射性标记示踪剂(三H-甘露醇和14C-菊糖）立体定向注射到脑实质。在TBI后6天，将不锈钢引导套管植入麻醉小鼠的对侧额叶皮层，套管尖端的坐标位于大脑前角0.7 mm，外侧角3.0 mm，大脑表面以下1.3 mm。手术后允许动物恢复，并在导管植入后24小时（TBI后7天；谢等人，2013). 含有这两种成分的人工脑脊液（500 nl）三H-甘露醇和14开始输注后5分钟和1小时内输注C-菊粉（0.05μCi），取出插管，解剖大脑并准备进行放射性分析。大脑样本在0.5 ml组织增溶剂中溶解过夜，然后添加0.5 ml液体闪烁鸡尾酒。在液体闪烁计数器（Beckman-Coulter）中分析放射性。金额三H-甘露醇和14根据脑内剩余放射性百分比计算1小时内清除的C-菊糖：回收率=100×(N个b条/N个我)，其中N个b条是1小时后大脑中残留的放射性N个我是注入大脑的放射性物质。TBI或问题4间质放射性示踪剂清除后的基因缺失通过Tukey’s的双向方差分析进行评估事后（post-hoc）测试多重比较以评估各组之间的差异。

创伤损伤体积评估。

影响Aqp4型在TBI后28天评估创伤性损伤体积的基因缺失。从每只动物中以400μm的间隔收集8个均匀取样的20μm冷冻切片，并用常规H&E染色进行处理。切片是用玻片扫描仪（尼康）拍摄的，每个半球的面积（不包括心室空间）是由一名失明的研究人员手动勾勒出来的。将八个切片的面积测量值结合起来，得出每只动物对侧和同侧半球的体积测量值。通过将同侧体积标准化为配对对侧体积，评估同侧脑体积的创伤后变化。我们之前已经证明，这种TBI模型不会导致对侧皮层或皮层下组织的丢失(Ren等人，2013年). 野生型和野生型创伤性病变体积的差异问题4−/−小鼠由未配对的Student’s吨测试。

Western blot评价tau磷酸化。

将脑组织均匀化于含有蔗糖（250 mmol/L）、KCl（60 mmol/L）、Tris-HCl（15 mmol/Ls）、NaCl（15 mmol/L克在4°C下保持10分钟。用SDS-PAGE分离蛋白质样品（P-tau凝胶25μg/车道，总tau车道4μg/通道），并转移到聚偏二氟乙烯膜上。然后将斑点封闭在5%的干牛奶中，并在4°C下与一级抗体孵育过夜。使用的主要抗体为兔抗P-tau（pS396；生命科技；目录号44–752G）、鼠抗PHF-tau（P Ser202/Tr205；Thermo Scientific；目录号MN1020）和鼠抗PHF tau（P Thr231；Thermo-Scientistic；目录编号MN1040）；兔抗P-tau（pThr205；Thermo Scientific；目录号PA-14415）；兔抗P-tau抗体（pSer404；Thermo Scientific；目录号PA-14426）；和鼠标防盗器（pan-tau；Sigma；目录#T9450）。使用生物素化二级抗体和ECL Plus化学发光检测试剂盒对信号进行可视化。扫描自射线照片，并量化带光密度，并表示相对总τ。

创伤后行为缺陷评估。

对于旷野、旋转、新物体识别和巴恩斯迷宫测试，所有测试都在四组动物上进行：野生型假手术、野生型TBI治疗、，问题4−/−假治疗，以及问题4−/−TBI处理。在TBI前2天进行开场、旋转和新物体识别测试，然后在TBI后每周进行4周。TBI后每周进行Barnes迷宫测试。

在旷野试验中，小鼠在活动笼中通过视频进行监测，以研究自发运动活动。在1分钟适应期后对动物进行10分钟的评估，并使用Any-Maze软件（Stoelting）分析视频。在旋转实验中，将一只老鼠放在旋转的杆上，测量从杆上跌落之前的潜伏期。连杆以10 rpm的初始速度旋转，每秒加速1 rpm。将小鼠放在吧台上最多6分钟，每天进行三次训练。在TBI前2天对小鼠进行测试，然后在TBI后每周对小鼠进行一次测试。所有TBI后的值均标准化为个体动物的TBI前对照表现。

在新物体识别测试中，动物被放置在一个开放的房间内，接受视频监控，并允许自由探索10分钟。三个不同质地和设计的物体被放置在房间的中心，与墙壁等距隔开。让小鼠探索物体10分钟。第二天，用一个新物体代替其中一个物体，让动物与物体互动10分钟。用相机记录它们的互动时间，并由对动物治疗组不知情的个体进行评分。巴恩斯迷宫测试仪由一个大的圆形平台组成，周围有20个均匀分布的洞。在测试过程中，这只动物利用空间线索找到了一个逃生洞，与其他洞不同的是，它可以逃生到隐藏动物的隔间。每天，动物接受四次试验，每次试验之间休息15分钟。第一天，动物经历了一段适应期，在此期间，动物被引入迷宫并被引导至逃生洞。在四次试验中，动物被允许在迷宫中探索3分钟。如果（1）动物找到了逃生路径，或（2）3分钟后，试验结束。该过程以1d的间隔重复了四次。使用Sidak的双向重复测量方差分析评估各组之间的行为测试表现事后（post-hoc）多重比较测试。

结果

创伤性脑损伤损害间质溶质的血管旁清除

成年雄性小鼠受到撞击和奔跑TBI损伤，我们最近对其进行了描述和描述(Ren等人，2013年;图1A类). 在这个模型中，动物被异氟醚短暂麻醉，用门牙悬吊，并将经校准的创伤性冲击力传递到颞皮质上的颅骨。该模型的优点包括麻醉时间最短（<3分钟）、头部自由移动和颅骨闭合。在目前的实验中，选择撞击器参数以产生中度到重度的TBI等级，其特征是下方皮质挫伤，但不会导致颅骨骨折。假动物被麻醉、悬挂和坠落，但没有受到影响。我们之前已经在TBI后3至28天提供了该模型的详细组织学特征(Ren等人，2013年). 在TBI的7天内，颞皮质损伤周围形成了一个巩固的胶质瘢痕，胶质瘢痕周围的同侧皮质以GFAP阳性星形胶质细胞肥大为特征，而对照和镜像对侧皮质中没有GFAP阳性的星形胶质细胞。在损伤后28天，创伤性病变被一个致密的GFAP阳性胶质瘢痕所包围，并被广泛的反应性星形胶质细胞增生所包围，其延伸至同侧皮层、白质和纹状体下方(图1B类,C类). 如前所述，AQP4在创伤后大脑皮层反应性星形胶质细胞增生症的这些区域的定位发生了显著改变。在损伤后3至7天，AQP4的血管周围极化在这些胶质细胞区消失，即使在损伤后28天也不能完全恢复(Ren等人，2013年). 损伤后28天，通过共焦显微镜评估AQP4和GFAP免疫荧光，可以清楚地看到这一点。在完整的皮层中，AQP4免疫反应在血管周围终末足突高度极化(图1D类,E类)而同侧大脑皮层持续反应性星形胶质细胞增生区域的血管周围AQP4极化明显丧失(图1F类)证实血管周围AQP4极化的丧失是创伤后皮层的持续特征。我们通过对假手术和TBI治疗的组织进行染色，证实了抗AQP4抗体的特异性问题4−/−老鼠。尽管GFAP免疫反应性在野生型和问题4−/−小鼠损伤后第7天，未观察到AQP4免疫反应问题4−/−大脑(图2A–C)，证实特异性血管周围AQP4定位的丧失不是损伤组织内非特异性抗体结合的结果。

保存图片、插图等的外部文件。对象名称为zns9991465050001.jpg

TBI导致星形细胞末端足血管周围AQP4极化的丧失。A类，示意图描述了中度TBI的命中与逃逸模型(Ren等人，2013年). 小鼠用异氟烷短暂麻醉，用门牙将其悬挂在绳子上，并通过气动控制的皮层冲击器装置进行校准的时间冲击。动物跌落到下面的垫子上，迅速从麻醉中苏醒。B–C类在TBI术后28天，创伤性病灶被致密的胶质瘢痕所包围，并被广泛的反应性星形胶质细胞增生所包围。先前已经广泛描述了TBI后3至28天AQP4表达和定位的变化(Ren等人，2013年). 控制皮层内(D类)，AQP4定位极化至大脑微循环周围的血管周围星形细胞末端脚（箭头所示）。插图仅描述了GFAP免疫反应。28天后，对侧皮层AQP4免疫反应(E类)看起来很正常。在同侧皮层创伤性病变周围的反应性星形胶质细胞增生区域（插图显示仅GFAP免疫反应）(F类)，血管周围AQP4极化持续丢失，因为非血管周围结构中的AQD4免疫反应性增加（箭头表示血管周围星形细胞终末足的位置。比例尺：20μm。

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AQP4免疫反应在问题4−/−老鼠。为了确保本研究中使用的抗AQP4一级抗体的特异性，我们对来自问题4−/−小鼠伤后7d灌流。尽管在对照组中GFAP表达很容易检测到(A类)，对侧TBI(B类)和同侧TBI(C类)皮层，未检测到AQP4免疫反应。比例尺，20μm。

间质溶质（包括淀粉样蛋白-β）的Glymphatic清除依赖于星形胶质细胞AQP4(Iliff等人，2012年)而AQP4的血管周围极化在实验性TBI后中断超过1个月(图1D–F型). 首次通过测量TBI后1、3、7和28天血管旁CSF–ISF交换率来评估TBI对胃肠道功能的影响图3A类,B类). 将荧光示踪剂（卵清蛋白结合Alexa 555，分子量45 kDa；OA-45）注入大池蛛网膜下腔脑脊液，注射后30分钟灌注固定大脑，评估脑脊液示踪剂流入脑实质的情况体外全片荧光显微镜(Iliff等人，2012年;L.Yang等人，2013年). 与假对照组相比，TBI显著降低了CSF示踪剂的血管旁流入(图3C–F类). 尽管这种影响在同侧皮层最为明显，但在对侧半球和下方纹状体中也观察到了glymphatic通路损伤。当脑脊液示踪剂流入在吨=TBI后1、3、7和28天，CSF流入的损伤在损伤后7天达到峰值，但即使在TBI后28天仍明显受损(图3G公司; ***第页<0.001与对照组，##第页与对侧结构相比<0.01；Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组5-12只动物）。

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血管旁CSF–ISF交换在TBI后慢性受损。A类,B类TBI后1、3、7和28天，通过脑室内注射CSF示踪剂（卵清蛋白结合Alexa 555；OA-45）评估血管旁CSF–ISF交换。C–F类,体外全切片荧光成像显示，注射后30分钟评估的血管旁脑脊液内流在TBI后7天显著减少。有趣的是，尽管存在单侧创伤性损伤，双侧仍观察到glymphatic内流减少。示踪剂流入皮层的定量(G公司)表明TBI对脑脊液流入的影响在伤后7天达到峰值；然而，损伤后28天，glymphatic功能仍有明显损伤(***第页<0.001 vs对照组；###第页<0.001 vs对侧结构；Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组5-12只动物）。虽然在双侧皮层和纹状体都观察到脑脊液内流受损，但同侧皮层的损伤最大。

在之前的研究中(Iliff等人，2012年;谢等人，2013)，我们已经证明，间质示踪剂，如荧光标记的卵清蛋白或右旋糖酐，以及临床相关的溶质，如淀粉样蛋白-β，沿着明确的解剖路径从大脑中清除。为了评估外源性间质tau是否沿相同的对流路径清除，我们将重组人tau蛋白（Abcam）注射到转基因Tie2-GFP:NG2-DsRed小鼠的皮层(图4A类). 如前所述(Iliff等人，2012年)这些小鼠在内皮细胞中表达GFP，在脑血管周细胞和血管平滑肌细胞中表达红色荧光蛋白DsRed，从而能够在固定切片和体内注射后60分钟，对大脑进行灌注固定，用人τ特异性抗体（Abcam）染色，并通过全切片共焦成像成像。间质τ的局部对流运动缓慢地穿过大块间质，沿附近毛细床的基底层进行得更快。皮质内注射的hTau沿着外囊皮质下白质从注射部位移动最快(图4B类,C类). 在距离注射部位最远的点，hTau似乎沿着一个特定的大腔引流静脉子集聚集，包括从皮层下白质束引流的鼻尾静脉(图4D类,E类); 大脑内静脉，在第三脑室顶部内侧(图4G公司); 大脑镰底部的下矢状窦(图4H（H）). 有趣的是，在注射部位远端的区域，示踪剂仅沿这些大血管引流静脉聚集，而不是沿穿透动脉聚集(图4F类)，这表明间质tau沿着与先前描述的间质示踪剂和淀粉样蛋白-β相同的血管旁途径被清除(Iliff等人，2012年).

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间质τ沿着血管旁的glymphatic途径清除。A类，将重组hTau注射到Tie2-GFP:NG2-DsRed双转基因小鼠的皮层中，该小鼠在血管内皮中表达GFP，在脑血管平滑肌和周细胞中表达DsRed荧光蛋白。B–H型，注射30分钟后用免疫荧光法评估间质hTau在完整大脑中的运动。hTau从注射部位扩散移动(B类,C类)沿着皮层下白质轨道和血管周围空间移动，沿着大的引流静脉离开大脑。实质内节段的高倍显微照片(D类)和大脑的出口(E类)鼻腔尾静脉显示hTau在该静脉周围的血管旁间隙积聚（箭头）。这包括位于大脑表面的大表面静脉结构的壁（箭头所示）。插图描绘了X-Z轴和Y-Z轴共焦叠加的正交视图。右下角插图描绘了没有hTau荧光通道的血管报告蛋白。星号表示血管管腔。F类hTau沿附近穿透动脉的缺失表明动脉旁间隙不是间质hTau清除的长程途径。大脑远端内侧内静脉的高强度hTau标记(G公司)和下矢状窦(H（H）)表明这些静脉结构是间质hTau的主要流出途径。比例尺：20μm。我伤后7天评估TBI对皮质间质溶质清除的影响。放射性标签的清除三氢甘露醇（MW 182 Da；J型)和14C-菊粉（MW～5 kDa；K（K）)注入对侧额叶皮质60分钟后测量。在野生型小鼠中，TBI显著减缓了两者的清除三H-甘露醇和14C-菊粉(#第页< 0.05,###第页<0.001 TBI与假手术；Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组6只动物）。年进行的间隙研究问题4−/−小鼠证明，TBI后溶质清除的损伤因问题4基因缺失(*第页< 0.05, ***第页<0.001野生型vsAqp4型−/−小鼠；Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组6只动物）。

接下来，我们测量了TBI对皮层间质溶质清除的影响。TBI后7天，放射性示踪剂(三H-甘露醇，分子量182Da；14C-菊粉，MW～5 Da）被注入对侧额叶皮层(图4我). 一小时后，用液体闪烁计数法测量留在大脑中的放射性示踪剂。甘露醇和菊糖被选为间质示踪剂，因为它们都没有被清除过血脑屏障，而且都是通过对流散流从大脑中清除的(Cirrito等人，2005年;Syková和Nicholson，2008年). 在假处理小鼠中，在注射后1小时内，约40%的注射剂量三H-甘露醇和14C-菊粉已清除(图4J型,K（K）). 等效费率三H-甘露醇和14尽管分子量相差约25倍，但C-菊粉的清除率与这些溶质通过体积流动从大脑间质中清除的情况一致(Cserr，1971年;Iliff等人，2012年). TBI后，野生型小鼠的间质溶质清除率降低了～25%(#第页< 0.05,###第页<0.001，TBI与假手术；Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组6人）。重要的是，我们对侧进行示踪剂注射，以避免同侧皮层组织受损。然而，在TBI后7天，水通道蛋白定位错误（如前所述Ren等人，2013年)而glymphatic通路受损更为严重(图3G公司)在同侧皮层。因此，我们认为，这种25%的glymphatic溶质清除率下降低估了同侧皮层创伤后发生的损伤。这些数据表明，血管旁CSF–ISF交换和间质溶质清除所反映的glymphatic通路功能在TBI后慢性受损。

glymphatic通路功能受损促进创伤后tau病的发展

Glymphatic通路功能由星形细胞AQP4水通道介导，而问题4小鼠体内的基因显著减缓了血管旁CSF–ISF的交换，并损害了三联体内间质溶质（如淀粉样蛋白-β）的清除(Iliff等人，2012年). 这些发现在一组新的实验中得到了证实，其中Aqp4型评估基因缺失和TBI对间质溶质清除的影响。与我们之前的研究一致(Iliff等人，2012年)，在假冒动物中问题4基因缺失显著减少了皮质内注射三H-甘露醇和14注射后1小时内清除C-菊糖(图4J型,K（K）*第页<0.05，野生型假手术与问题4−/−假，Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组6人）。什么时候？问题4−/−小鼠受到TBI，损伤后7天，与单独使用TBI的效果相比，间质溶质清除障碍显著加剧(图4J型,K（K）, ***第页<0.001，野生型TBI与问题4−/−TBI，Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组6人）。因为问题4−/−TBI小鼠的glymphatic通路功能严重受损，我们接下来使用此方法评估glymphatic通路功能受损是否导致TBI后磷酸化tau的异常积累。

尽管针对缺血性损伤的研究表明问题4病变发展中的基因缺失(Manley等人，2000年)，最近在TBI模型中的工作没有观察到野生型和问题4−/−老鼠(Lu等人，2011年). 与这些发现一致，当我们通过H&E染色从野生型和问题4−/−小鼠TBI后28天，我们没有观察到病变体积的差异(图5A–C). 因此，在野生型和问题4−/−小鼠可能不是创伤严重程度不同的结果。

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问题4基因缺失不会加剧慢性创伤性病变的发展。影响问题4在TBI后28天采集的大脑中评估创伤性损伤体积的基因缺失。A类,B类脑连续切片，H&E染色评价脑结构。红色箭头表示创伤性撞击的部位和皮质损伤最大的区域。测量每个切片的同侧和对侧皮层面积，然后通过连续切片进行整合，得出皮层体积。同侧皮质体积表示为与对侧体积的比值(C类). 野生型和对照组同侧病变体积无显著差异问题4−/−小鼠（未配对吨测试）。

在损伤后28天，通过Western blot评估大脑是否存在P-tau积聚。使用一组针对pSer202/pThr205、pThr205、pThr 231、pSer396和pSer404 P-tau表位的抗体，我们测量了野生型和对侧皮质中的P-tau积累问题4−/−老鼠。代表性斑点如所示图6A类而P-tau水平归一化为总tau表达（来源于用pan-tau抗体进行的印迹）图6B–F类在所有数据中观察到两个一般性发现。首先，TBI显著增加了抗pThr205的P-tau水平(图6C类;第页<0.05，Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组4个），pThr231(图6D类;第页<0.05，双向方差分析，n个=每组4个），pSer396(图6E类;第页<0.01，Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组4个）对侧和同侧半球的抗体；然而，影响最大的是同侧半球。类似地，通过抗pSer202/Tr205确定的平均P-tau水平(图6B类)和pSer404(图6F类)TBI后抗体升高；然而，这些影响并没有达到统计学意义。第二个发现是，TBI后问题4−/−皮质一直高于相应的野生型皮质。对侧和同侧大脑半球都是如此；然而，这种影响最大，同侧皮层的水平更高。后hoc测试显示野生型和问题4−/−同侧皮层pThr231水平(图6D类*第页<0.05，野生型TBI与问题4−/− 待定; Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组4人）。

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创伤后P-tau积累因以下因素而加剧问题4基因缺失。通过以下途径损害glymphatic通路功能的作用问题4评估TBI后tau病发生时的基因缺失。A类、野生型和问题4−/−伤后28天采集脑组织，检测P-tau表位的存在。代表性的杂交显示了小鼠基因型（野生型vs问题4−/−)用针对不同tau磷酸化表位的各种P-tau单克隆抗体标记后，损伤状态（假手术与TBI）和半球[对侧（C）与同侧（I）]。还测量了总τ（Pan-tau），并将每个生物样品中的所有P-tau水平归一化为P-tau。B–F类在所有表位中，TBI倾向于增加P-tau标记，尤其是在同侧半球。当靶向pThr205的抗体时，TBI对P-tau标记的影响具有统计学意义(C类)，pThr231(D类)和pSer396(E类)使用了（双向方差分析，n个=每组3-4人）。后hoc分析表明问题4TBI后基因缺失显著增加pThr231标记(*第页< 0.05, **第页< 0.01, ***第页< 0.001; Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）测试多重比较，n个=每组3-4人）。

然后我们评估了TBI或Aqp4型基因缺失加重了组织学评估的tau病理学。冷冻切片在TBI后28天用AT8单克隆抗体（检测pSer202/pThr205 P-tau表位）染色，并用神经元标记物NeuN进行反向标记。在对照皮质内，没有明显的P-tau免疫反应(图7A类). TBI后，同侧皮质野生型P-tau免疫反应性升高，但仍呈弥漫性(图7B类). 在问题4−/−小鼠，同侧皮层的P-tau免疫反应性显著改变。在NeuN阳性神经元胞体和周围神经突起中存在强烈的P-tau免疫反应(图7C–E类). 这些发现与Western blot获得的定量结果基本一致，表明问题4−/−免疫途径功能和间质溶质清除严重受损的小鼠(Iliff等人，2012年)在TBI后的慢性期也表现出较高水平的tau病理学。

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脑外伤后神经细胞P-tau积累与轴突变性问题4−/−老鼠。野生型和问题4−/−小鼠接受TBI，并在损伤后28天通过免疫荧光评估P-tau的存在。AT8 P-tau抗体（特异于pSer202/pThr205表位）和神经元标记物NeuN的双重标记表明，在对照条件下，在野生型皮层中未观察到P-tau免疫反应(A类). TBI后，P-tau免疫反应性普遍增强，但处于低水平(B类). 在问题4−/−皮层(C类)TBI后，在神经元胞体（箭头）和周围神经突起（箭头）中观察到标记的P-tau标记。皮层P-tau免疫反应的定量(D类)和纹状体(E类)创伤性病变附近的区域显示，P-tau在问题4−/−脑外伤后。F–K型用SMI34单克隆抗体对磷酸化神经丝进行染色，评价TBI后28天同侧皮层和胼胝体下轴索变性。在控制皮层(F类)和胼胝体(我)，没有明显的轴突球体或静脉曲张。TBI后野生型皮层(G公司)，SMI34免疫反应性静脉曲张稀疏存在（箭头）。在问题4−/−皮层(H（H）)和胼胝体(K（K）)SMI34阳性球体和静脉曲张很容易检测到（箭头所示）。

问题4基因缺失促进神经退行性变和神经炎症

神经炎症和认知能力下降是神经退化过程的标志，包括阿尔茨海默病(Eikelenboom等人，2002年)慢性创伤性脑病（CTE）；Goldstein等人，2012年). 在我们对TBI的“撞击与奔跑”模型的初步表征中，我们观察到在损伤后14天，同侧皮层中轴突变性的证据很明显(Ren等人，2013年). 当我们用SMI34单克隆抗体对磷酸化神经丝进行免疫染色来评估轴突变性时，我们观察到，在TBI后28天，在同侧皮质的野生型小鼠中可以检测到SMI34阳性的轴突静脉曲张和收缩球(图7F类,G公司,我,J型)，但分布稀疏。轴索变性在同侧皮质以及下方胼胝体中更为广泛问题4−/−老鼠(图7H（H）,K（K）).

在我们之前的研究中，在Hit&Run模型中描述了TBI后反应性胶质增生的发展(Ren等人，2013年)，我们观察到，在创伤后的几天内，广泛的反应性星形胶质细胞增生和微胶质细胞增生会在皮层、纹状体和海马的大片区域形成，并在损伤后的几周内缓慢消退(Ren等人，2013年). 损伤四周后，尽管创伤性损伤附近的组织中持续存在强烈的星形胶质细胞和小胶质细胞活化，但与胶质瘢痕无关的区域中的GFAP免疫反应性仅在野生型小鼠的同侧皮层中有所升高(图8A–C,G公司). 在问题4−/−然而，小鼠同侧皮层这些远端皮层区域的GFAP表达显著增加(图8D–G型; **第页< 0.01,问题4−/−同侧TBI与同侧野生型TBI；##第页<0.01 vs对侧结构；Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组4人）。在同侧大脑皮层观察到类似的Iba1标记加重问题4−/−TBI后小鼠与TBI后野生型小鼠的比较(图8H（H）#第页< 0.05,问题4−/−同侧vs问题4−/−对侧；Tukey的双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组4人）。

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问题4基因缺失促进TBI后的神经炎症问题4评估TBI后神经炎症持续存在时的基因缺失。A–F、野生型和问题4−/−小鼠接受TBI和反应性星形胶质细胞增生症（GFAP表达），并在损伤后28天通过免疫荧光法评估对侧和同侧皮层的微胶质细胞增生（Iba1表达）。与野生型小鼠相比，TBI后，在同侧皮层观察到GFAP-和Iba1免疫反应性显著升高问题4−/−TBI后的小鼠。G公司，GFAP标记定量显示同侧大脑皮层的反应性星形胶质细胞增生显著增加问题4−/−老鼠(###第页<0.001，同侧与对侧问题4−/−; Tukey's双向方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组4只动物），这在野生型小鼠中不存在(**第页< 0.01,问题4−/−同侧与WT同侧）。H（H），Iba1标记的定量结果显示，同侧大脑皮层的小胶质细胞活化同样增加问题4−/−老鼠(#第页<0.05，同侧与对侧问题4−/−).

当行为测试用于评估TBI后的运动和认知功能时，我们同样发现问题4基因缺失使功能结果恶化。小鼠在TBI前2天进行行为评估，然后在受伤后每周进行一次(图9A类). 当通过旷野试验评估粗大运动功能时，野生型小鼠在TBI后没有观察到显著差异，而在问题4−/−小鼠，TBI后开放场地测试性能受损(图9B类;#第页< 0.05问题4−/−对照vs问题4−/−TBI；双向重复测量方差分析；n个=每组9-14人）。当用旋转试验评估运动协调性时，我们发现尽管TBI对野生型小鼠的功能没有明显损害问题4−/−小鼠受伤后表现明显受损(图9C类;#第页< 0.05问题4−/−控制vs问题4−/−TBI；Sidak的双向重复测量方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组9-14只动物）。认知功能通过新物体识别测试和巴恩斯迷宫空间学习测试进行评估。野生型和问题4−/−老鼠[图9D类,E类*第页< 0.05, **第页<0.01 WT控制vs WT TBI；#第页< 0.05,##第页< 0.05问题4−/−控制vs问题4−/−TBI；Sidak的双向重复测量方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组9-14只动物（新物体识别），n个=每组5人（巴恩斯迷宫）]。然而，创伤后认知功能障碍在Aqp4型−/−小鼠与野生型动物的比较(†第页<0.05重量TBI vs问题4−/−TBI）。在两种旋转试验的情况下(图9C类)和新对象识别测试(图9D类)，的性能问题4−/−TBI组在受伤后整整4周的评估中一直低于相应的WT TBI组。同样，在TBI后28天开始进行测试时，观察到Barnes Maze表现的缺陷(图9E类). 这些结果表明Aqp4型基因缺失除了导致glymphatic通路功能障碍和促进创伤后神经炎症外，还会持续加剧TBI后的认知功能障碍。

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问题4基因缺失加剧创伤后认知功能障碍。A类，在野生型和问题4−/−小鼠接受TBI。动物在受伤前2天接受基线行为测试，然后在TBI后每周进行一次。B类，通过旷场测试评估粗大运动行为。TBI没有显著改变野生型小鼠在野外试验中的表现；然而，在进行TBI后，在野外测试中的表现明显受损问题4−/−老鼠(#第页< 0.05问题4−/−控制vs问题4−/−TBI；双向重复测量方差分析；n个=每组9-14人）。C类，通过旋转试验评估运动协调性。虽然TBI并未显著影响野生型动物的旋转动物性能，但在问题4−/−小鼠TBI显著影响测试性能(#第页< 0.05问题4−/−控制vs问题4−/−TBI；Sidak的双向重复测量方差分析事后（post-hoc）多重比较测试，n个=每组9-14只动物）。认知功能通过新物体识别测试进行评估(D类)巴恩斯迷宫测试(E类). 在这两项测试中，TBI都会损害野生型和Aqp4型−/−老鼠[*第页< 0.05, **第页<0.01 WT对照组与WT TBI组；#第页< 0.05,##第页< 0.05问题4−/−控制vsAqp4型−/−TBI；Sidak的双向重复测量方差分析事后（post-hoc）多重比较测试；n个=每组9-14只动物（新物体识别），n个=每组5人（巴恩斯迷宫）]。创伤后认知功能障碍在问题4−/−小鼠与野生型动物的比较(†第页<0.05重量TBI vs问题4−/−待定）。

讨论

中重度TBI是神经退行性疾病（包括阿尔茨海默病）发展的既定危险因素(郭等人，2000;碱液和海岸，2000年;Plassman等人，2000年;D.H.Smith等人，2013年). 这种联系的基础尚不清楚；然而，死于严重TBI的年轻患者的大脑中存在淀粉样斑块(Roberts等人，1991年,1994)TBI幸存者大脑中存在神经纤维病理学(Johnson等人，2012年)研究表明，TBI后启动的致病过程与阿尔茨海默病患者老化大脑中发生的致病过程有关。

构成glymphatic通路的血管周围区域内的细胞和细胞功能的破坏是衰老和阿尔茨海默病患者大脑的既定特征。阿尔茨海默病患者大脑中周细胞覆盖丧失和血脑屏障破坏(兹洛科维奇，2005年;Sengillo等人，2013年)而在衰老过程中，周围血管周围星形细胞终末足的血管周围AQP4极化消失(Kress等人，2014年)和阿尔茨海默病大脑(Wilcock等人，2009年;J.Yang等人，2011年). 血管周结构域内的这些变化与间质淀粉样蛋白-β清除障碍有关(兹洛科维奇，2005年;Kress等人，2014年)，表明血管周围细胞功能的破坏可能使衰老的大脑容易发生淀粉样蛋白-β和其他蛋白质的错误聚集，以及随后的神经退行性变。我们已经报道，在小鼠轻度和中度TBI后，AQP4的血管周极化在损伤后的反应性星形胶质细胞中被慢性破坏(Ren等人，2013年). 与脑间质溶质清除率对血管周围AQP4的依赖性一致(Iliff等人，2012年)，我们观察到中度TBI损伤后1个月以上的时间损害了glymphatic通路功能，减缓了脑实质间质溶质的清除。TBI后glymphatic通路的长期损伤，这是脑间质淀粉样蛋白-β清除的关键因素22,24，可能促进严重TBI后早期淀粉样斑块沉积(Roberts等人，1991年,1994)TBI后老化大脑淀粉样病变的加速发展(郭等人，2000;碱液和海岸，2000年;Plassman等人，2000年;D.H.Smith等人，2013年).

最近，反复轻度TBI暴露后，临床条件CTE的神经退行性变的发展受到了广泛关注。与阿尔茨海默病一样，这种疾病被归类为τ蛋白病，其特征是首先在额叶浅皮层血管周围病灶到其他皮层区域、海马和更广泛的大脑区域观察到细胞内τ蛋白聚集(Omalu等人，2011年;McKee等人，2013年). 尽管tau是一种微管相关蛋白，传统上被认为是一种细胞内蛋白，但新的研究表明，在健康的年轻大脑中，tau从活跃的神经元释放到大脑间质中(Yamada等人，2011年,2014). 脑损伤（包括TBI）后，高水平的τ被释放到大脑ISF和CSF(莫里斯等人，2011年;Magnoni等人，2012年;Tsitsopoulos和Marklund，2013年)可能是由于轴突损伤。间质τ被吸收到中枢神经系统的细胞中，间质tau聚集体被吸收到神经元中，现在被认为是进行性神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）中tau病“prionic”传播的基础(Kfoury等人，2012年;Holmes等人，2013年;Walker等人，2013年). 在本研究中，我们报告说，除了细胞摄取外，大部分间质单体τ通过沿着glymphatic途径的白质轨道和血管旁空间的大量流动从皮层清除。

TBI后，脑实质间质溶质的清除受损，即使是从受影响程度较轻的对侧半球测量清除率。Yamada等人（2011年）和(2013)已经提出，增加间质tau浓度可以促进tau在细胞内和细胞外的聚集。我们测试了问题4基因缺失与glymphatic通路功能和间质溶质清除的严重全面损害相关，促进了TBI后磷酸化tau的积累。野生型小鼠的皮层P-tau水平在TBI后28天轻度升高，如使用P-tau抗体组的Western blot和使用AT8抗体的免疫荧光所示。在Aqp4型−/−小鼠，在TBI后28天，创伤性损伤周围的皮层中有明显的P-tau免疫反应。Western blot分析同样显示，创伤损伤周围的皮质中P-tau水平升高Aqp4型−/−TBI后与野生型小鼠比较问题4−/−伴随着小鼠轴突变性的增加，明显的神经炎症的发展，以及创伤后认知缺陷的恶化。因此，我们认为TBI后血管周围AQP4极化的丧失会削弱间质溶质（包括蛋白tau）沿血管旁glymphatic途径的清除。未能清除间质τ进而促进细胞内τ聚集和神经变性，加重TBI后的神经认知功能（如图所示图10).

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创伤后glymphatic通路功能受损促进tau聚集。血管周围AQP4极化、glymphatic pathway功能和TBI后间质tau清除之间拟议关系的示意图。我们认为TBI后血管周围AQD4极化的慢性丧失会损害血管旁间隙tau清除，促进tau聚集、神经退行性变化，以及脑外伤后持续的神经炎症。

在我们之前的研究中(Iliff等人，2012年)，在本研究中，问题4基因缺失会损害包括淀粉样蛋白-β在内的间质溶质的清除，并促进TBI后磷酸化tau的积累问题4基因缺失(Iliff等人，2012年)这表明多个过程可能是这种化合物从大脑间质中清除的原因。其中一种机制是反式-内皮细胞通过外排转运体如低密度脂蛋白相关蛋白-1通过血脑屏障的外排(Shibata等人，2000年;兹洛科维奇，2005年). 鉴于这两种机制发生在同一血管周围结构域内，这两种过程可能相互作用。一种有趣的可能性是，沿血管旁通路的对流体流可以沿着血管周围空间分布转运基质，从而更有效地清除淀粉样蛋白-β等溶质穿过血脑屏障。目前尚不清楚间质τ是否是血脑屏障上任何特定或可饱和转运系统的底物。因此，细胞摄取以外的过程(Holmes等人，2013年)或血管旁体流量对间质tau清除的贡献尚不清楚。

先前有大量文献关注AQP4在创伤性损伤中的作用。除了脑损伤后血管源性水肿的缓解外，AQP4似乎还参与细胞毒性水肿的形成(Badaut等人，2011年;Thrane等人，2014年). 在急性情况下，TBI后AQP4表达增加，在最近一项使用幼年大鼠TBI开颅模型的实验研究中，损伤前后基于siRNA的AQP4的敲除减少了脑水肿的形成，表明AQP4-参与脑水肿的发展(福田等人，2013年). 在成人TBI闭合颅骨模型中，我们最近报道AQP4表达和定位的变化在脑水肿和颅内压升高正常化后达到峰值(Ren等人，2013年)，表明AQP4表达和定位的变化可能有助于解决TBI后血管源性水肿。这一概念与其他血管源性肿胀实验模型中的观察结果一致，这些模型报告了损伤加重Aqp4型基因敲除(Papadopoulos等人，2004年). 本研究表明，除了AQP4在TBI急性期脑水肿的形成和消退中的这些作用外，AQP4在TBI后的长期定位错误(Ren等人，2013年)此外，损伤大脑间质溶质的glymphatic清除，导致创伤后慢性期tau聚集和神经变性。

最近，AQP4在脑损伤发展中的第二个作用已经出现，因为人们认识到该水通道支持星形胶质细胞迁移。删除问题4基因损伤后神经胶质瘢痕的形成(Lu等人，2011年)，而在原代细胞培养中问题4基因缺失损害星形胶质细胞迁移(Auguste等人，2007年). AQP4在支持星形胶质细胞迁移中的作用似乎是由于AQP4-池不同于显示血管周围极化定位的AQP4。在星形胶质细胞内，AQP4以两种不同形式表达，这是交替转录起始位点的结果：较长的AQP4-M23变体，在健康大脑中占主导地位，并显示出高度极化的血管周围定位(Nagelhus和Ottersen，2013年)和不极化的较短AQP4-M1形式(Furman等人，2003年;Crane等人，2009年)，但有助于星形胶质细胞迁移(A.J.Smith等人，2014年). 虽然这还没有被明确测试，但我们推测AQP4-M1变异体的丢失及其对星形胶质细胞迁移的促进解释了问题4胶质瘢痕形成的基因缺失。相反，我们认为TBI和问题4glymphatic通路功能和tau聚集的基因缺失是由于AQP4血管周池的丢失导致的，AQP4-血管周池有助于液体进出血管旁CSF内流和ISF清除通路(Iliff等人，2012年). 一个有趣的可能性是，AQP4-M1的星形胶质细胞上调在急性和亚急性环境下通过促进胶质瘢痕形成而起到保护作用，但同时也减少血管周围AQP4极化，为慢性泌乳途径损伤、蛋白质聚集和神经变性奠定基础（如图所示图10).

轻度和中度TBI后血管周围AQP4极化丢失是反应性星形胶质细胞的一个关键特征(Ren等人，2013年)以及在弥散微干涉的小鼠模型中(Wang等人，2012年). 在衰老小鼠大脑中，它与glymphatic通路功能障碍的损害和大脑间质淀粉样蛋白-β清除的损害有关(Kress等人，2014年). 这些发现与本研究的发现一致。提示轻度至中度反应性星形胶质细胞增生症、血管周围AQP4极化丢失和glymphatic通路功能受损可能是衰老和受损大脑的共同特征，促进淀粉样蛋白-β或tau等蛋白质的错聚和神经变性的发展。Lu等人（2007年）已在TBI大鼠模型中证明3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶a（HMG-CoA）还原酶抑制剂（他汀类）可有效改善神经元存活、神经发生和创伤后的功能恢复。在随后的研究中，该小组认为他汀类药物在TBI中的保护作用源于其抑制创伤后神经胶质增生症发展的能力(Li等人，2009年;Wu等人，2010年). 有趣的是，他汀类药物通过抑制反应性星形胶质细胞增生的发展，在TBI后保持AQP4的血管周围极化，并维持正常的淋巴功能，防止创伤后神经退行性变。基于这一前提，目前的结果表明针对创伤后血管周围AQP4定位错误的治疗干预，无论是通过抑制反应性星形胶质细胞增生症的发展，还是通过稳定血管周围终足的AQP4定位（可能通过抑制脑损伤后AQP4-M1变异体的诱导），都可能提供一种新的方法来保护glymphatic通路功能，维持淀粉样蛋白-β或tau等间质溶质的有效清除，并防止TBI后神经退行性变的发生。这样的治疗方法可以有效预防创伤后神经退变的发生，通过阻止TBI后大脑tau病理的早期发展。

脚注

本研究得到了美国国立卫生研究院-国家神经疾病和中风研究所（NS078167和NS078304 to M.N.和NS073373 to J.J.I.）和美国心脏协会（12SDG11820014 to J.J.I）的支持。我们感谢俄勒冈州健康与科学大学麻醉与围手术期医学组织学中心的Marjorie Grafe博士、Xiao Jing Nie博士和Liguan Liu博士为组织学研究提供的专家技术援助。

作者声明没有竞争性的经济利益。

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文章来自神经科学杂志由以下人员提供神经科学学会