劉學(xué)偉,汪 娜,姚素媛,劉樹民(通訊作者)
(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江哈爾濱150040)
研究表明,反復(fù)或持續(xù)高熱驚厥(Febrile Convulsions,F(xiàn)C)常導(dǎo)致兒童智力低下等繼發(fā)性腦損傷[1]。課題組前期研究結(jié)果顯示,中藥龍膽經(jīng)堿化處理后獲得的活性成分龍膽堿具有一定的抗驚厥作用,且對驚厥性腦損傷具保護作用,其作用機制涉及多個方面[2-5]。而凋亡與驚厥性腦損傷關(guān)系密切,龍膽堿是否通過抑制凋亡而發(fā)揮其抗腦損傷作用少有報道,因此,本實驗通過探討龍膽堿對驚厥后海馬神經(jīng)元的凋亡的抑制作用,進而闡明龍膽堿的腦損傷保護作用機制。
1.1 主要試劑及儀器:龍膽堿(自制,經(jīng) mp、UV、IR、1H NMR、13C NMR、MS鑒定,純度經(jīng)HPLC峰面積歸一化法檢測,龍膽堿含量>98.4%);原位細(xì)胞凋亡檢測試劑盒(北京中杉金橋公司);研究用生物顯微鏡(Olympus Bx60日本);數(shù)碼醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)(MoticMed6.0福建)等。
1.2 實驗動物與分組:21日齡Wistar大鼠100只,雌雄各半,體重50±20 g,[上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司,許可證號為:SCXK(滬),2003-003]。按照有關(guān)文獻方法[2,6]。100只大鼠隨機抽取15只作為對照組,其余85只進行篩選,首次驚厥,大鼠在水中5 min如不驚厥則取出棄去不用,5min內(nèi)發(fā)生驚厥者則驚厥開始時即取出,共有61只鼠進入實驗組。實驗組再次隨機分為FC組、GT1、GT2組。GT1、GT2組于每次驚厥后立即注射200mg/kg、50mg/kg(2013RFQXJ154)龍膽堿生理鹽水溶液。FC組及空白對照組給予同體積生理鹽水。隔日誘導(dǎo)驚厥1次,共10次??瞻捉M置37℃水浴中5min,共10 次。
1.3 標(biāo)本制備及檢測:大鼠末次驚厥后24 h,以20%烏拉坦腹腔注射麻醉,剖胸暴露心臟,經(jīng)左心室-升主動脈插管先用生理鹽水再用4%多聚甲醛經(jīng)左心室灌注,使腦標(biāo)本固定石蠟包埋標(biāo)本,冠狀切片,切片厚度10μm,按照原位末端脫氧核苷酸生物素末端標(biāo)記檢測試劑盒提供方法及操作步驟進行。
1.4 結(jié)果判定和陽性細(xì)胞分析方法:TUNEL染色法觀察神經(jīng)細(xì)胞凋亡的表達,陽性細(xì)胞為細(xì)胞核著棕褐色。細(xì)胞凋亡切片圖像結(jié)果分析方法:采用MoticMed6.0數(shù)碼醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng),每組選7張切片,利用顯微攝像系統(tǒng),每張切片在200倍下隨機選取海馬5個非重疊視野,按照512×512像素分布攝入圖像并保存于病理圖像分析系統(tǒng)內(nèi),選擇凋亡分析模塊,通過灰度調(diào)節(jié),區(qū)分視野內(nèi)凋亡細(xì)胞面積與平均灰度,進行統(tǒng)計分析。
1.5 統(tǒng)計學(xué)處理:應(yīng)用SPSS 14.0軟件進行統(tǒng)計分析,數(shù)值以)表示。各組間差異,用均值間兩兩比較,采用t檢驗。
TUNEL染色后模型組海馬區(qū)可見較多神經(jīng)細(xì)胞核呈棕褐色陽性反應(yīng),凋亡細(xì)胞面積顯著增加,平均灰度明顯增強,與正常組比較P<0.01。而龍膽堿高、低劑量組細(xì)胞核棕褐色的陽性細(xì)胞面積較模型組明顯減少(P<0.01),平均灰度明顯降低,與FC組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。龍膽堿高、低劑量組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。正常對照大鼠僅偶見TUNEL陽性染色細(xì)胞核。
表1 TUNEL法檢測各組大鼠凋亡細(xì)胞面積與平均灰度
表1 TUNEL法檢測各組大鼠凋亡細(xì)胞面積與平均灰度
注:#與空白組比較P<0.01,*與FC組比較P<0.05
組別 例數(shù) 凋亡細(xì)胞面積 平均灰度NG組7 110.161 ±55.289 120.487 ±4.315 FC 組 7 1 741.202 ±403.904# 130.249 ±4.189#GT1 組 7 474.431 ±166.166* 119.591 ±4.153*GT2 組 7 399.950 ±190.548* 121.642 ±8.646*
研究表明,驚厥發(fā)作可導(dǎo)致海馬、杏仁核、大腦皮質(zhì)、丘腦、小腦等多部位神經(jīng)元喪失,而這種神經(jīng)元喪失是通過壞死與凋亡兩條途徑實現(xiàn)的[7]。驚厥發(fā)生時會導(dǎo)致興奮毒性神經(jīng)元損傷的谷氨酸NMDA受體激活及細(xì)胞內(nèi)鈣超載均可啟動凋亡發(fā)生[8],故認(rèn)為凋亡與驚厥性腦損傷關(guān)系密切。不僅如此,凋亡發(fā)生多少還可反映驚厥發(fā)作嚴(yán)重程度,反復(fù)多次或嚴(yán)重強直陣攣性抽搐可誘發(fā)大量細(xì)胞凋亡,因此推測凋亡不但是驚厥性腦損傷結(jié)果,更可能通過引起腦內(nèi)抑制性神經(jīng)元丟失,進一步增加腦組織興奮性,從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的驚厥性腦損傷,故凋亡減輕與否可能直接影響驚厥性腦損傷程度。
本實驗結(jié)果表明,模型組中胞質(zhì)中膠質(zhì)細(xì)胞的凋亡較多,由于正常情況下膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)細(xì)胞提供營養(yǎng)、支持與保護作用,提示驚厥后海成區(qū)神經(jīng)細(xì)胞失去營養(yǎng)供應(yīng)與保護,超微結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂,導(dǎo)致腦損傷的發(fā)生。通過TUNEL法觀察,模型組可見較多神經(jīng)細(xì)胞核呈棕褐色陽性反應(yīng),凋亡細(xì)胞面積顯著增加,平均灰度明顯增強。而龍膽堿高、低劑量組細(xì)胞核棕褐色的陽性細(xì)胞面積較模型組明顯減少,平均灰度明顯降低,提示應(yīng)用藥物后可以抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生,該作用可能是龍膽堿發(fā)揮腦損傷保護作用的機制之一。
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