鄧永超 劉煜敏
缺血性腦血管病尤其是腦缺血后的再灌注損傷對人類健康危害較大。研究表明藥物后處理可產(chǎn)生與缺血后處理類似的腦保護作用,因藥物后處理可操作性強,更具有臨床意義。已經(jīng)證實銀杏提取物EGb761對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有一定的保護作用[1]。腦組織微管相關(guān)蛋白(MAP2)作為神經(jīng)細胞的骨架成分,參與神經(jīng)元的生長和損傷后的修復(fù)過程,同時對缺血也極其敏感[2]。本研究通過建立大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷模型,并用銀杏葉提取物進行后處理,然后觀察缺血再灌注腦組織中MAP2的表達水平來探討銀杏葉提取物對神經(jīng)的保護作用及其機制,為其治療腦缺血再灌注損傷提供理論依據(jù)。
銀杏葉提取物(EGb761)(德國Schwade制藥公司);Western Blotting Ecl試劑盒(北京中杉金橋生物有限公司);兔抗鼠MAP2多克隆抗體、辣根過氧化酶標記的山羊抗兔多克隆抗體(美國Cell Singling公司)。
健康雄性SD大鼠30只,體重300~320 g,由武漢大學(xué)動物中心提供。實驗前禁食12 h,自由飲水,采用隨機數(shù)字表法,將其隨機分為3組,即假手術(shù)組(n=10):給予5 ml生理鹽水腹腔注射;對照組(n=10):缺血90 min,再灌注24 h,5 ml生理鹽水腹腔注射;實驗組(n=10),缺血90 min,再灌注24 h,在再灌注即刻大鼠腹腔注射20 mg/kg銀杏葉提取物稀釋5 ml。
采用線栓(Longa)法建立大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷模型[3]。經(jīng)腹腔注射1%戊巴比妥鈉(50 mg/kg)實施麻醉,每隔90 min追加注射20 mg/kg;頸部備皮、消毒,取頸正中切口,暴露和游離右側(cè)頸總動脈,并置入尼龍線栓,經(jīng)動脈分叉推送線栓進入頸內(nèi)動脈,遇到阻力明顯表明線栓頭端已阻斷大腦中動脈,阻斷90 min,再灌注24 h。
1.3.1 于再灌注24 h后進行神經(jīng)功能缺損評分(NDS)[3]:0級,無神經(jīng)功能缺損癥狀;1級,輕度局灶性神經(jīng)功能缺損,即提尾懸空時不能伸展左前肢;2級,中度局灶性神經(jīng)功能缺損,即行走時向左側(cè)偏轉(zhuǎn);3級,重度局灶性神經(jīng)功能缺損,即行走時向左側(cè)傾倒;4級,昏迷,不能自行行走。
1.3.2 大鼠腦組織-20℃冷凍30 min,冠狀位切割成厚度為2 mm的薄片,經(jīng)1%TTC染色20 min,10%甲 醛 固 定24 h。采 用Image-Pro Plus 5.02圖像分析軟件計算腦梗死體積(測定的腦梗死體積/同側(cè)大腦半球體積×100%)。
1.3.3 采用蛋白印跡分析技術(shù)測定缺血側(cè)和健側(cè)腦組織MAP2表達水平 取大鼠腦缺血側(cè)和對側(cè)組織標本,全層皮質(zhì)稱重,每100 mg腦組織加1 mL裂解液制備組織勻漿,離心取上清液定量。經(jīng)電泳和轉(zhuǎn)膜后進行封閉和雜交,一抗為兔抗大鼠MAP2抗體(1∶1000)孵育1 h,二抗為辣根過氧化酶標記的山羊抗兔多克隆抗體(1∶1000)孵育1 h,采用辣根過氧化物酶HRP-ECL發(fā)光法進行顯色。采用Image—Pro Plus 5.02圖像分析軟件對上述顯影的X線片做圖像灰度掃描,將假手術(shù)組腦組織MAP2蛋白條帶灰度的平均數(shù)設(shè)為正常值,各組腦組織MAP2表達水平以其蛋白條帶灰度值與正常值的百分比表示。
所有數(shù)據(jù)均在SPSS13.0統(tǒng)計軟件分析。計量資料用均數(shù)±標準差(ˉx±s)表示;組間比較采用單因素方差分析,計數(shù)資料采用卡方檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
假手術(shù)組、對照組和實驗組大鼠NDS評分分別為(0.18±0.05)分、(2.49±0.85)分 和(1.58±0.62)分,對照組和實驗組NDS評分較假手術(shù)組均顯著升高,實驗組NDS評分較對照組明顯下降,3組間比較差異均明顯(P<0.05)。
與假手術(shù)組比較,對照組、實驗組腦梗死體積均顯著增大;與對照組比較,實驗組腦梗死體積顯著減小,3組間比較差異均明顯(P<0.05)(表1)。
表1 3組大鼠腦梗死體積與同側(cè)大腦半球體積的比值比較(ˉx±s,n=5,%)
與假手術(shù)組比較,對照組、實驗組缺血側(cè)MAP2蛋白的表達水平均顯著降低;與對照組比較,實驗組缺血側(cè)MAP2蛋白的表達水平顯著升高,3組間比較差異均明顯(P<0.05)(表2)。
表2 三組大鼠MAP2蛋白表達水平的比較(ˉx±s,n=5,%)
機體組織器官正常代謝、功能的維持依賴于良好的血液供應(yīng)?,F(xiàn)如今腦血管病是臨床首位致殘因素,其中缺血性腦血管病約占全部腦卒中的70%。缺血性腦血管病尤其是缺血后的再灌注損傷對人類健康危害較大。研究表明缺血后處理和預(yù)處理一樣,可以通過減少氧自由基途徑而有效減輕缺血再灌注損傷,尤其在早期,而且比預(yù)處理更有效調(diào)控[4,5]。藥物后處理作為其重要方式,以其無創(chuàng)優(yōu)點顯示出更好的前景。王小姍等人采用銀杏提取物EGb761混合處理后發(fā)現(xiàn)其具有腦缺血保護作用[6]。故本研究采用銀杏提取物EGb761后處理來探討其腦保護作用及其機制。
本實驗結(jié)果表明大鼠腦缺血再灌注損傷予以銀杏提取物EGb761處理后明顯降低NDS評分,改善大鼠腦梗死后的神經(jīng)功能癥狀。微管相關(guān)蛋白2(MAP2)是神經(jīng)細胞的骨架成分,在大鼠的神經(jīng)元中表達豐富,MAP2參與神經(jīng)元的生長和損傷的修復(fù)過程,對缺血相當(dāng)敏感[7,8]。MAP2表達增強則有助于維持神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的完整性,是神經(jīng)元的保護反應(yīng),提示神經(jīng)元對傷害性刺激耐受性提高,這可能與NMDA受體活性相關(guān)[8]。MAP2減少被認為是缺血神經(jīng)元Ca2+內(nèi)流增加、激活鈣調(diào)蛋白水解酶和水解細胞骨架蛋白的結(jié)果[9]。本研究結(jié)果表明經(jīng)銀杏葉提取物EGb761后處理后能明顯改善大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷后的神經(jīng)缺損,減少腦梗死體積,MAP2表達水平明顯升高。對于銀杏葉提取物對腦保護的研究,Tang等研究認為銀杏提取物能部分恢復(fù)實驗鼠腦海馬回記憶和乙酰膽堿活性,但不能恢復(fù)生長激素釋放抑制激素水平,由此推論銀杏提取物通過影響膽堿能系統(tǒng)來保護大腦免受β-淀粉樣蛋白的損傷[10]。另外,銀杏提取物可通過抑制膠質(zhì)纖維相關(guān)蛋白(GFAP)的生成及減少促凋亡基因bax的表達[11],抑制血小板活化蛋白(PAF)和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的表達[12]來減輕缺血再灌注損傷。本研究證實了銀杏提取物后處理在缺血再灌注24 h后的神經(jīng)保護效果,但未對銀杏提取物后處理的神經(jīng)保護作用進行長期觀察,這種保護作用是否持續(xù)存在以及保護機制的作用靶點如何等還有待深入研究。
總之,銀杏提取物對大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷具有顯著的保護效應(yīng),其效應(yīng)可能與MAP2蛋白表達水平升高有關(guān)。
1 邵繼平,王伯除,陳 欣,等.銀杏提取物藥用價值的研究進展.重慶大學(xué)學(xué)報,2003,26(1):130-133.
2 Creed L,Mary L,Susan D.Microtubular proteolysis in focal cerebral ischemia.Cereb Blood Flow.Metab,1996,16:1189-1197.
3 Longa EZ,Weinstein PR,Carlson S.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rat.Strkoe,1989,20:84-91.
4 Cai M,Li Y,Xu Y,et al.Endothalial NOS activity and myocardial oxygen metabplism define the salvageable ischemic time window for ischemic postconditioning.Am J Physiol Heart Circ Physiol,2011,300(3):H1069-H1077.
5 Balakumar P,Pohilia A,Singh M.Pre-conditioning and postconditioning to limit ischemia-reperfusion-induced myocardial injury:What could be the next footstep?Pharmacol Res,2008,57(6):403-412.
6 王小姍,狄 晴,曹 輝,等.銀杏提取物對腦缺血再灌注鼠腦保護作用的研究.臨床神經(jīng)病學(xué)雜志,2006,19(1):53-55.
7 Deborah A,Dawson,John M.Acute focal ischemia induced MAP2 immunostai-ning:description of immunostaining:description of temporal change and utilizat-ion as a marker for volumetric assessment of acute brain injury.Cereb Blood Flow Metab,1996,16:170-178.
8 Bibot D,Matus A.Reorganization of the cytoskeleton in rat neurons fo11owing stimulation with excitatory aminoacid.Eur J Neurosci,1991,3:551-558.
9 Popa-Wagner A,Schroder E,Schmoll H.Upregulation of MAPIB and MAP2in the rat brain after middle cerebral artery occlusion:effeet of age.Cereb Blood Flow Metab,1999,19:425-434.
10 Tang F,Shiu S,Nag SYW,et al.The effects of melatonin and Ginkgo biioba extract on memory loss and choline acetyltransferase activities in the brain of rats infused intracerebroventricularly withβ-amyioid 1~40.Life Sciences,2002,71(22):2625-2631.
11段長虹,付慶林,王崇軍,等.銀杏提取物對大鼠腦缺血再灌注損傷bax、神經(jīng)膠質(zhì)纖維相關(guān)蛋白表達的影響.中華實驗外科雜志,2012,29(1):97-99.
12段長虹,付慶林,蘄國慶,等.銀杏提取物對大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和血小板活化因子表達的影響.中華實驗外科雜志,2012,29(2):259-261.