,
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是目前中老年的一種多發(fā)病,已成為繼阿爾海默茨病之后影響老年人心身健康的第二大神經(jīng)退行性功能障礙疾病[1]。目前PD的治療仍以左旋多巴為主的替代治療。但長期使用左旋多巴,會出現(xiàn)一些嚴(yán)重的并發(fā)癥,其中最為突出的是異動癥(LID),異動癥是一種舞蹈樣、手足徐動樣或簡單重復(fù)的不自主動作,很多中晚期病人因此致殘[2]。
PD運(yùn)動并發(fā)癥是臨床上的工作難點(diǎn),目前未有臨床上廣泛推廣的治療藥物及技術(shù),主要以減量外源性多巴胺攝入為主,但這樣可能加重PD 癥狀。故中醫(yī)藥治療異動癥是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。止顫湯治療異動癥有很好的療效,但其作用機(jī)制尚不明確。目前研究發(fā)現(xiàn),紋狀體黑質(zhì)投射神經(jīng)元內(nèi)紋狀體環(huán)磷酸腺苷(cAMP)依賴性蛋白激酶(PKA)通路和其下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白多巴胺和環(huán)磷腺苷調(diào)節(jié)的磷酸化蛋白-32(DARPP-32)的蛋白Thr34位點(diǎn)磷酸化表達(dá)改變可能參與了異動癥的發(fā)病[3-4]。故本課題擬采用中藥止顫湯治療異動癥大鼠,觀察大鼠異常不自主行為及紋狀體DARPP-32(Thr34)磷酸化表達(dá)的影響,旨在探討其治療LID的作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物 成年雄性SD大鼠50只,體質(zhì)量180 g~220 g,經(jīng)反復(fù)行為檢測確認(rèn)無旋轉(zhuǎn)行為。
1.2 藥物配制 止顫湯為上海市中醫(yī)醫(yī)院名老中醫(yī)李如奎教授經(jīng)驗(yàn)方,中劑量藥物:黃芪15 g,丹參9 g,鉤藤18 g,知母12 g,白芍12 g,制大黃15 g,升麻9 g組成,水煎濃縮至每毫升含生藥1.28 g。大、小劑量藥物分別為在中劑量基礎(chǔ)上增減20%,儲存于冰箱備用。
1.3 方法
1.3.1 LID大鼠模型制備 利用6-羥基多巴胺(6-OHDA)制備PD模型大鼠[5],2周后進(jìn)行行為學(xué)觀察:按0.5 mg/kg腹腔注射阿撲嗎啡,記錄1 h內(nèi)大鼠旋轉(zhuǎn)總?cè)?shù),大于100圈即為PD模型制作成功。同時(shí)隨機(jī)選取6只大鼠用生理鹽水代替6-OHDA 注射作為正常組(假手術(shù)組)。將左旋多巴和芐絲肼溶于含0.2% 維生素C的消毒生理鹽水中,使左旋多巴終濃度為10 mg/mL,芐絲肼為2.5 mg/mL。3周后對造模成功的PD大鼠腹腔注射左旋多巴甲酯(50 mg/kg)/芐絲肼(12.5 mg/kg)4周,每日兩次(09:00與17:00),制備LID大鼠模型[6]。隨機(jī)將LID模型分為:模型組、西藥組、中藥小劑量組、中藥中劑量組、中藥大劑量組,每組6只。模型組大鼠給予腹腔注射含0.2% 維生素C的消毒生理鹽水,持續(xù)29 d;西藥組為腹腔注射左旋多巴甲酯/芐絲肼,每日兩次(09:00與17:00),持續(xù)29 d;中藥小劑量組、中藥中劑量組、中藥大劑量組在給予左旋多巴甲酯/芐絲肼的基礎(chǔ)上分別加用止顫湯灌胃,1次/日,持續(xù)29 d,每次灌胃量為9 mL/kg。于治療第8天、第15天、第22天、第29天上午用藥后進(jìn)行大鼠異常不自主運(yùn)動(AIM)評分。
1.4 測試指標(biāo)
1.4.1 AIM評分測定 各組大鼠于治療期間每周進(jìn)行1次AIM評分[7],每次評定結(jié)果由經(jīng)用藥后每間隔30 min的AIM總分組成,每次連續(xù)評定4組數(shù)據(jù)(持續(xù)120 min),共有5組數(shù)據(jù),5組數(shù)據(jù)之和為該次評定結(jié)果。將AIM分為4個(gè)部分(前肢、口面部、軸性及運(yùn)動)進(jìn)行評定,每部分又根據(jù)其有或無及嚴(yán)重程度劃分為5個(gè)等級(0分~4分):0分,無;1分,偶爾出現(xiàn),出現(xiàn)時(shí)間少于觀察期的一半;2分,經(jīng)常出現(xiàn),出現(xiàn)時(shí)間大于觀察期的一半;3分,整個(gè)觀察期內(nèi)持續(xù)存在,但觸覺刺激可使之停止;4分,整個(gè)觀察期內(nèi)持續(xù)存在,刺激不能使之停止。理論上1只大鼠1次用藥后最大評分為64分。
1.4.2 免疫印跡檢測 樣本變性后加入1倍體積的2×SDS上樣緩沖液,沸水浴5 min,置冰上,檢測蛋白表達(dá),以目的條帶與β-actin比值表示各組蛋白表達(dá)水平。結(jié)束注射后3 h,快速分離雙側(cè)紋狀體,每10 mg組織加入100 μL蛋白裂解液RIPA和1 μL蛋白酶抑制劑PMSF,超聲裂解,提取總蛋白。測定蛋白濃度后于-80 ℃保存。上樣前煮沸3 min,取20 μg樣本經(jīng)10%SDS一聚丙烯酰胺凝膠電泳后,電轉(zhuǎn)移至二氟化樹(PVDF)膜,用5% BSA溶液室溫孵育,TBST洗脫;加入一抗溶液,4 ℃孵育過夜;TBST沖洗,加HRP標(biāo)記的二抗以結(jié)合一抗及HRP標(biāo)記的抗生物素抗體,37 ℃孵育1 h;TBST沖洗,將膜置于反應(yīng)液中室溫孵育5 min。去除過量的溶液,將膜夾在兩塑料薄膜之間,以X光膠片曝光。Western blot圖像采用ImageJ圖像分析軟件計(jì)算各樣本目的與β-actin比值表示各組蛋白表達(dá)水平。
2.1 各組大鼠AIM評分比較 干預(yù)后第8天、第15天、第22天各組大鼠AIM 評分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),第29天,中藥小劑量組AIM 評分與西藥組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),中藥大劑量組、中藥中劑量組AIM 評分較小劑量組明顯降低(P<0.01),中劑量組AIM 評分與大劑量組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見表1。
2.2 免疫印跡 模型組大鼠磷酸化DARPP-32(THr34)的灰度值為(2.69±0.22)×106,較正常組灰度值(1.04±0.15)× 106增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);西藥組磷酸化DARPP-32(THr34)灰度值為(2.67±0.24)×106,與模型組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。中藥大、中、小劑量組大鼠紋狀體磷酸化DARPP-32(THr34)灰度值分別為(1.40±0.09)×106、1.69±0.09)×106、(2.25±0.12)×106,與西藥組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。中藥中劑量組磷酸化DARPP-32(THr34)的灰度值與中藥大劑量組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而中藥中劑量組、中藥大劑量組磷酸化DARPP-32(THr34)的灰度值較中藥小劑量組降低(P<0.05)。詳見圖1。
帕金森病的患病率隨年齡增長而逐漸增高,其病理改變主要出現(xiàn)在黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng),為黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元變性引起的黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)多巴胺遞質(zhì)含量顯著減少[8]。而左旋多巴作為多巴胺的前體,通過代謝成為多巴胺進(jìn)行補(bǔ)充來減輕帕金森病的癥狀,因此迄今為止,左旋多巴一直是PD的基礎(chǔ)藥物,也是判斷治療PD療效的“金標(biāo)準(zhǔn)”。但隨著左旋多巴的長期使用,50%~80%的PD病人逐漸出現(xiàn)療效減退及運(yùn)動并發(fā)癥等不良反應(yīng),其中最為突出的運(yùn)動并發(fā)癥是異動癥[9],很多中晚期病人因此致殘,不僅影響左旋多巴的臨床價(jià)值,而且嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量。
異動癥的發(fā)病機(jī)制是由于疾病的進(jìn)展,黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性丟失,導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元突起減少,多巴胺能神經(jīng)元釋放、存儲多巴胺的調(diào)節(jié)能力下降,對外源性左旋多巴藥物的緩沖能力降低。服用半衰期較短的外源性左旋多巴藥物,更易造成對紋狀體棘狀神經(jīng)元上多巴胺受體形成異常的波動性刺激,使本已失衡的多巴胺能環(huán)路更加異常,從而引起直接和間接紋狀體輸出通路的失衡,這可能是異動癥產(chǎn)生的主要病理機(jī)制[10-11]。近年研究表明LID的發(fā)生與表達(dá)D1受體的直接通路及其下游cAMP依賴性蛋白激酶(PKA)等信號傳導(dǎo)通路的激活關(guān)系密切[12-13]。DARPP-32是直接通路上信號傳導(dǎo)的重要物質(zhì),大量集中于紋狀體區(qū),直接參與并調(diào)控直接通路的活化程度[14-15]。眾多實(shí)驗(yàn)也表明,LID大鼠紋狀體內(nèi)DARPP-32的Thr-34位點(diǎn)的磷酸化水平增高,可能造成了直接通路過度活化,引起直接、間接通路的平衡失調(diào)及清除異常運(yùn)動信息的功能被破壞,最終導(dǎo)致LID 的發(fā)生[16]。
而隨著PD發(fā)病率的增加,中醫(yī)藥治療PD日益受到重視。根據(jù)臨床表現(xiàn)和體征,PD屬于中醫(yī)“顫證”范疇[17]。《素問·至真要大論篇》曰:“諸風(fēng)掉眩,皆屬于肝”?!端貑枴の宄U笳摗贰捌洳u動”“掉眩巔疾”,這些論述均說明“掉”表現(xiàn)為搖動之象。此類疾病屬風(fēng)象,與肝有關(guān)。明代醫(yī)家孫一奎在《赤水玄珠》中指出:“此病壯年鮮有,中年以后乃有之,老年尤多,夫年老陰血不足,少水不能制腎火,極為難治”。其病機(jī)通常認(rèn)為是本虛標(biāo)實(shí)。本虛是指肝腎精血不足與氣血虧虛,標(biāo)實(shí)常指痰熱夾風(fēng)陽為患。其病位在腦,與肝、脾、腎三臟有關(guān)。蓋肝為風(fēng)木之臟,以血為體,以氣為用,肝血不足則筋失柔潤。腎主骨生髓,腎精不足,髓海不充;腎陰虧虛,水不涵木,虛風(fēng)內(nèi)動,四肢震顫,經(jīng)謂風(fēng)淫末疾也。氣血兩虛,筋脈失于濡養(yǎng),為之振搖;且滋水涵木,濡血柔肝,佐金制木,培土養(yǎng)肝,皆有賴于益氣養(yǎng)血,滋其化源。止顫湯即以此立意,并結(jié)合現(xiàn)代研究,注重清熱瀉火,升清降濁。本課題選用的中藥止顫湯劑,是我科上海市名老中醫(yī)李如奎教授結(jié)合多年治療PD的經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過探索篩選研制所得,在我科近幾十年的臨床上運(yùn)用于帕金森病及異動癥病人頗有療效[18],并在李如奎教授的指導(dǎo)下,科內(nèi)已有國家及地方各級課題和多篇論文[19]提示止顫湯對于帕金森病大鼠模型有治療作用,并成功制作PD大鼠模型及LID大鼠模型,該研究將止顫湯應(yīng)用于LID大鼠,旨在進(jìn)一步探索該藥的作用機(jī)制。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在早期止顫湯對于LID大鼠的AIM評分效果不明顯,在中后期,中藥小劑量組同樣效果不明顯,而中藥中、大劑量組可減輕LID大鼠AIM評分,總的來說,止顫湯可以緩解LID大鼠不自主運(yùn)動行為。
對紋狀體磷酸化DARPP-32(THr-34)表達(dá)的研究表明,LID大鼠DARPP-32(THr34)磷酸化的程度較正常組明顯升高,西藥組DARPP-32(THr34)磷酸化與模型組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而中藥組治療后降低了THr-34磷酸化的表達(dá),其中中藥中、大劑量作用明顯,起到改善LID的目的,從而表明,LID時(shí)DARPP-32(THr34)表達(dá)增加,且它的變化水平與LID發(fā)展趨勢相關(guān)。DARPP-32的Thr34位點(diǎn)磷酸化后成為蛋白磷酸酶1(PP-1)的高效抑制劑,后者可以調(diào)控神經(jīng)元許多磷酸蛋白的磷酸化狀態(tài),從而激活直接通路,引發(fā)LID。而中藥的治療可改善磷酸化DARPP-32(THr34)的表達(dá),抑制PKA通路的過度活化,緩解LID的進(jìn)一步加重。
綜上所述,PD病人經(jīng)長期反復(fù)左旋多巴治療波動性刺激多巴胺D1受體,從而選擇性異?;罨苯油罚够坠?jié)環(huán)路失衡進(jìn)而引起LID的形成,其中DARPP-32(THr34)水平的變化是直接通路過度活化的關(guān)鍵因素。因此通過調(diào)控DARPP-32的磷酸化狀態(tài)或拮抗直接通路活性,逆轉(zhuǎn)通路活動失衡有可能阻抑LID的發(fā)生。
[1] Parkinson J.An essay on the shaking palsy.1817(Reproduced)[J].J Neuropsychiatry Clin Neurosci,2002,14(2):223-236.
[2] Olanow CW.Obeso JA.Preventing levodopa-induced dyskines-ias[J].Ann Neurol,2000,47(4):167-178.
[3] 梁直厚,管強(qiáng),曹學(xué)兵,等.異動癥大鼠直接通路中DARPP-32蛋白變化的機(jī)制[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2006,21(11):963-966.
[4] 牛軼碹,曹學(xué)兵,魏桂榮,等.DARPP-32磷酸化狀態(tài)與左旋多巴誘發(fā)異動癥形成間關(guān)系的研究[J].腦與神經(jīng)疾病雜志,2008,16(1):1-4.
[5] 陳生弟,陳先文.帕金森病動物模型的研制[J].中國神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)病學(xué)雜志,2003,10(1):28-32.
[6] 孫慧勤,陳先文,李芳,等.左旋多巴誘發(fā)異動癥大鼠模型的制作及其行為學(xué)研究[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2009,44(3):355-358.
[7] Lee CS,Cenei MA,Schulzer M,et al.Embryonic ventral meseneephalie grafts improve levodopa-induced dyskinesia in a rat model of Parkinsan’s disease[J].Brain,2000,123(7):1365-1379.
[8] Lee AC,Harris JP,Calvert JE.Impairment of mental rotation in Parkinson disease[J].Neuropsychologia,1998,36:109-114.
[9] Amick MM,Schendan HE,Ganis G,et al.Frontostriatal circuits are necessary for visuomotor transformation:mental rotation in Parkinson’s disease[J].Neuropsychologia,2006,44:339-349.
[10] Thanvi BR,Lo TC.Long term motor complications of levodopa:clinical features, mechanisms,and management strategies[J].Postgrad Med J, 2004,80:452-458.
[11] 巴茂文,劉振國.左旋多巴誘發(fā)異動癥的病理生理機(jī)制研究進(jìn)展[J].中華神經(jīng)科雜志,2005,38(6):403-404.
[12] Aubert I,Guigoni C,Hakansson K,et al.Increased D1 dopa-mine receptor signaling in levodopa-induced dyskinesia[J].Ann Neurol,2005,57:17-26.
[13] Santini E,Valjent E,Usiello A,et al.Critical involvement of cAMP/DARPP 32 and extracellular signal-regulated protein kinase signaling in L-dopa-induced dyskinesia[J].Neurobiol Dis,2007,27:6995-7005.
[14] 浦政,陸麗霞,劉振國,等.腦深部電刺激對異動癥大鼠紋狀體DARPP-32及其磷酸化蛋白表達(dá)的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2009,29(7):817-820.
[15] 梁直厚,管強(qiáng),曹學(xué)兵,等.異動癥大鼠直接通路中DARPP-32蛋白變化的機(jī)制[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2006,21(11):963-966.
[16] 陳志斌,管強(qiáng),曹學(xué)兵,等.異動癥大鼠模型基底節(jié)DARPP-32蛋白磷酸化狀態(tài)的變化[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2007,17(5):536-539.
[17] 陳湘君,蔡淦.中醫(yī)內(nèi)科學(xué)[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2001:1-5.
[18] 劉毅,王慧新,李如奎.止顫湯治療帕金森病的臨床療效觀察[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2007,5(11):1064-1065.
[19] 李文濤,汪洋,施慧芬,等.止顫湯對神經(jīng)干細(xì)胞向多巴胺能神經(jīng)元誘導(dǎo)分化作用的研究[J].世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2009,11(3):371-374.