楊春壯 馬 英 劉艷翠 徐永良 鄭海興 陸迪 任寶松 李俊俊 牡丹江醫(yī)學院(牡丹江157011)
老年性癡呆(Alzheimer Disease,AD)多發(fā)生在老年,以近期記憶障礙為主要臨床癥狀,其病因及發(fā)病機理尚不清楚,多種治療方法目前正在探索中。NSCs具有自我更新能力,并有向多細胞(神經(jīng)元、星形膠質細胞和少突膠質細胞等)分化的潛能[1]。目前NSCs對AD 的治療具有潛在的治療前景[2-3]。而針刺對NSCs移植后的影響文獻報道較少。本實驗采用β-AP向海馬CA1區(qū)定向注射制做AD 模型,利用體外分離培養(yǎng)的NSCs移植入AD 大鼠,探討針刺對NSCs移植后對AD 大鼠海馬NPY 表達的影響,改善AD 鼠的學習記憶能力。
1 材料和方法 1.1 儀器和試劑 KWD-808Ⅱ型電針儀(上海),腦立體定位儀,NPY 免疫組化試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司)。DMEM/F12(1∶1)培養(yǎng)基和B27無血清添加劑、表皮生長因子(EGF)和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、β—AP(美國Sigma公司)。
1.2 AD 動物模型的制備 健康成年雄性Wistar大鼠60只,體重(300±50)g[由黑龍江中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供,實驗動物合格證號:SCXK(黑)2008004],隨機分為5組,正常對照組(正常組)12 只,其余單側(左側)海馬注射β-AP 制作AD 模型。制做癡呆模型后,將剩余48只隨機分成4組:模型組12只,針刺組12只,NSCs移植組(移植組)12只,移植后針刺組(移植針刺組)12只。大鼠用20%烏拉坦(0.55mL/kg)行腹腔注射,動物麻醉后采用平頭顱位固定于腦立體定位儀上,按腦立體定位圖譜(AP=2.22mm ML=3.0mm DR=2.8mm)向海馬注射1μLβ—AP(恒溫培養(yǎng)箱37℃卵育1W,臨用前生理鹽水配制成5μg/μL濃度)。緩慢勻速推注,時間不少于5min,再留針3min。正常組不注射。
1.3 NSCs的分離和純化 取新生24h以內(nèi)的Wistar大鼠在無菌條件下分離海馬,經(jīng)胰蛋白酶消化、吹打制成單細胞懸液,以(4~6)×104/mL的細胞濃度加入含B27、表皮生長因子(EGF)和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)(終濃度均為10 ng/mL)的DMEM/F12無血清培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中,置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。每天鏡下觀察,待原代克隆形成后機械分離成單細胞懸液,按上述條件繼續(xù)培養(yǎng)。以后每5~7d分離克隆傳代一次,方法同前。
1.4 海馬內(nèi)NSCs移植 將傳至第4代的NSCs球懸液移入10mL的離心管內(nèi),吹打制成單細胞懸液,調(diào)整細胞濃度至1×104/μL 備用。動物模型建立后,行同側(左側)海馬NSCs移植。坐標為:AP=2.22mm ML=3.0mm DR=2.8mm,用10μL的微量注射器吸取5μL 細胞懸液,將注射器固定于腦立體定位儀上,在20min內(nèi)注射完畢,留針5 min。緩慢拔出針頭,縫合皮膚。
1.5 針刺方法 采用30號1寸毫針,選取大鼠百會、大椎、人中三個穴位,直刺0.5寸,接通KWD—808Ⅱ型電針儀,刺激參數(shù):疏密波,頻率10Hz,電壓1.5V,留針10min,持續(xù)電刺激,每日1次,連續(xù)30d。
1.6 跳臺實驗 針刺后,隔日進行跳臺實驗。實驗時,將大鼠放入裝置中,使其適應3min,然后通以40V 交流電。大鼠受電擊后,其正常反應是跳到安全臺躲避電擊。記錄通電后大鼠受電擊至跳上跳臺的時間,作為反應期。
1.7 組織切片 跳臺實驗測試完畢后隔日麻醉動物,經(jīng)左心室-升主動脈罐注200mL生理鹽水和250mL 含4%多聚甲醛的磷酸緩沖液(PB)。取腦后固定2~4h,依次入含15%蔗糖和30%蔗糖PB液中置4℃冰箱過夜,沉底備用。用冰凍切片機將海馬作冠狀連續(xù)切片,片厚5μm。
1.8 免疫組化步驟 ①脫蠟、水化組織切片。②3% H2O2去離子水孵育5~10min,阻斷內(nèi)源性過氧化物酶。蒸餾水洗3次。③熱修復抗原:將切片浸入0.01M 枸椽酸鹽緩沖液(1000mL)蒸餾水中(C6H5Na3O7·2H2O 3g,C6H8O7·H2O 0.4g,PH 為6.0),微波爐加熱至沸騰后斷電,間隔10 min后,反復2 次。冷卻后0.1M PBS(100mL 蒸餾水中加NaCl 9g,NaHPO4·12H2O 6g,Na2HPO4·2H2O 0.4g,PH7.2~7.4)洗滌2次。④滴加一抗(兔抗大鼠NPY),工作濃度1:50,放入濕盒4℃過夜。⑤滴加生物素化羊抗兔IgG,37℃30min。0.1MPBS洗2min×3次。⑥DAB顯色:使用DAB顯色試劑盒(ED1022)。取1mL蒸餾水,加試劑盒中A、B、C 試劑各1滴,混勻后加至切片。室溫顯色,鏡下控制反應時間,一般在5~10min之間。蒸餾水洗滌。⑦蘇木素輕度復染脫水、透明、封片。顯微鏡觀察并拍照。
2 結 果 2.1 針刺后各組大鼠學習成績
表1 針刺后各組大鼠學習成績的比較(±s單位:s)
表1 針刺后各組大鼠學習成績的比較(±s單位:s)
與模型組比較△P<0.05 與正常組比較▲P<0.01
組 別n 反應期正常組12 5.25±4.71模型組12 10.68±8.96▲移植組12 6.76±10.65△針刺組12 5.91±6.21△移植針刺組12 5.76±7.52△
2.2 針刺對各組大鼠海馬NPY 表達的影響
表2 針刺對各組大鼠海馬NPY 表達影響的比較(±s mm2)
表2 針刺對各組大鼠海馬NPY 表達影響的比較(±s mm2)
與模型組比較△P<0.01 與正常組比較▲P<0.05與移植組比較◇P<0.05
組 別n NPY 陽性細胞面密度正常組12 0.1084±0.0157模型組12 0.0711±0.0251▲移植組12 0.1263±0.0193△針刺組12 0.1128±0.0317△移植針刺組12 0.1580±0.0294△◇
3 討 論 老年性癡呆(AD)是由多種原因引起的腦退行性疾病,臨床常伴隨有學習記憶能力的下降,病理檢查發(fā)現(xiàn)海馬、皮層、杏仁核中NPY 免疫反應陽性神經(jīng)元顯著減少,同時還伴有[3H]NPY 結合水平顯著下降[4]?,F(xiàn)已知,NPY 是哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中含量最豐富的多肽之一,對動物的學習記憶過程有著明顯的調(diào)節(jié)作用[5]。NPY 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要分布在大腦皮層、海馬結構、丘腦、下丘腦及腦干等處,尤以海馬結構中濃度最高,而海馬結構是調(diào)節(jié)學習和記憶的關鍵部位[6]。在海馬結構中,大量的NPY 神經(jīng)元存在于CA1區(qū)的錐體細胞層、CA2與CA3區(qū)的多形層以及齒狀回的門區(qū)。已有多項研究結果發(fā)現(xiàn),在伴有學習記憶損害的疾病中可見到中樞神經(jīng)系統(tǒng)NPY 免疫陽性神經(jīng)元數(shù)量的明顯減少[7]。NSCs治療AD 的目的主要通過兩種途徑:①內(nèi)源性途徑,即誘導內(nèi)源性NSCs增殖與分化,使受損傷的中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行自我修復;②外源性途徑,即直接替代缺損組織或植入基因工程細胞,這一類細胞能分泌促進干細胞增殖與存活的因子[8]。NSCS移植治療改善大鼠的空間學習記憶能力的機制目前還不完全清楚,可能的機制有:①移植的NSCs使基底前腦膽堿能神經(jīng)元數(shù)目明顯增加,代替潰變的膽堿能神經(jīng)元,同時提高了中樞膽堿能系統(tǒng)的活性,改善隔區(qū)、海馬等記憶中樞的功能。②移植的NSCs通過與宿主細胞的相互作用使腦內(nèi)核酸和蛋白質的合成增加,提高了大腦的興奮狀態(tài)。③移植的細胞在體內(nèi)分泌一些細胞因子和神經(jīng)營養(yǎng)物質,從而促進神經(jīng)元的存活和神經(jīng)纖維的再生,形成側支發(fā)芽,提高膽堿能纖維的數(shù)量。④證據(jù)表明,無論是在發(fā)育、成熟還是在衰老過程中,突觸都處于不斷的退化和重建的動態(tài)過程之中,NSCs通過誘導宿主腦突觸的可塑性使退變的組織細胞產(chǎn)生新的突觸。
現(xiàn)代研究認為,針刺主要通過以下四個方面達到延緩衰老目的:一是提高機體免疫功能;二是可改善腦的氧代謝和血流量;三是可調(diào)整神經(jīng)生化代謝的紊亂;四是可減少自由基的產(chǎn)生。中醫(yī)文獻中無“老年性癡呆”的病名,根據(jù)其臨床表現(xiàn)認為本病屬中醫(yī)“呆病”、“健忘”、“癲證”等范疇。其病因病機為肝腎虧虛、氣滯血瘀,以腎氣虛衰、髓海空虛、腦神失養(yǎng)為其根本。臨床研究表明針灸治療AD 療效顯著。針刺治療AD 的原則是補腎活血、醒神開竅。補腎活血以治其本,醒神開竅以治其標。標本同治,盡早緩解癥狀,提高患者生存質量。
在上述治療原則的指導下,本實驗選取百會、大椎、人中三穴。百會穴為督脈和足太陽膀胱經(jīng)的交會穴,具醒神開竅之功,為治療老年性癡呆的主要穴位,經(jīng)臨床證實對于本病可能出現(xiàn)的精神、神志異常均有一定的療效。大椎出自《素問·氣府》,屬督脈經(jīng)穴位,是手足六陽經(jīng)的交會穴,為“諸陽之會”,可通調(diào)諸經(jīng),增強各臟腑經(jīng)絡之功效,促使陰陽平衡。人中位于鼻下嘴上,鼻通天氣,嘴通地氣,該穴位于天地之間,正是“諸陽之?!钡亩矫}與“諸陰之?!钡娜蚊}交會點,具有調(diào)合陰陽之功,能滌蕩蒙蔽、醒腦開竅、疏經(jīng)通絡的作用。取此三穴,可通督調(diào)神、調(diào)合陰陽,有暢行血脈、行氣化痰、活血生精、藏精生髓之功。AD 最早最重要的癥狀之一即近期記憶障礙,基于此,本實驗采用大鼠跳臺實驗,以驗證其學習記憶功能。跳臺實驗是一次性回避反應實驗,操作簡單,能夠比較客觀地反映動物經(jīng)過一次刺激后記憶的獲得能力。實驗表明針刺能夠減少AD 大鼠的跳臺反應期,改善學習記憶。結合AD 病變中海馬NPY免疫反應陽性神經(jīng)元顯著減少,本實驗以免疫組化方法定量測定了NPY 的表達。結果顯示,移植針刺組大鼠海馬NPY 表達比模型組增加(P<0.01),同時與移植組比較有顯著性差異,說明針刺結合干細胞移植比單純干細胞移植效果更好。
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