吳 艷,杜 娟,張曉雷
(南京醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院,江蘇 南京 210029)
帕金森病是世界公認(rèn)的第二大神經(jīng)退行性疾病,但機(jī)制尚不明確[1],其病理特點(diǎn)為腦中黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性死亡,導(dǎo)致黑質(zhì)-紋狀體通路DA 合成減少直至不足,從而引起機(jī)體靜止震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩等運(yùn)動(dòng)癥狀[2]。多巴胺能神經(jīng)元損傷導(dǎo)致多巴胺合成減少是發(fā)病的中心環(huán)節(jié)[2],酪氨酸羥化酶(TH)是多巴胺合成限速酶,神經(jīng)元攝取血中酪氨酸后通過(guò)TH 合成多巴,再經(jīng)多巴脫羧酶生成多巴胺以維持正常機(jī)體功能[3],故TH 的功能和表達(dá)對(duì)多巴胺合成有重要意義[4]。
目前,左旋多巴替代療法是臨床最常用的帕金森病治療方案,它可補(bǔ)充紋狀體中多巴胺不足,對(duì)肌強(qiáng)直和運(yùn)動(dòng)困難療效較好[5],但使用過(guò)程中因?yàn)檠獫{Hcy 水平升高,易出現(xiàn)血管平滑肌細(xì)胞增生、氧化應(yīng)激反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化形成,甚至失眠、抑郁、幻覺等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[6],這與長(zhǎng)期使用左旋多巴類藥物療效下降,甚至藥物不良反應(yīng)增加有關(guān),故該療法有其局限性[7]。參附注射液可緩解氣虛、陽(yáng)虛癥狀,具有抗缺血、缺氧等作用,其主要成分是紅參和附片,可用于治療缺血缺氧導(dǎo)致的心腦血管疾?。?],本實(shí)驗(yàn)探討該制劑聯(lián)合左旋多巴對(duì)帕金森病小鼠黑質(zhì)組織形態(tài)及酪氨酸羥化酶水平的影響,以期為相關(guān)治療提供參考。
1.1 動(dòng)物 健康 C57/BL6 小鼠,體質(zhì)量(20±2)g,雌雄各半,購(gòu)自上海靈暢生物科技有限公司,生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(滬)2013-0018,飼養(yǎng)于中美冠科生物技術(shù)有限公司動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,使用許可證:SYXK(蘇)2014-0047,溫度(22±1)℃、相對(duì)濕度(60±5)%,自由攝食飲水。
1.2 儀器 680 酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀(上海眾生聲明科學(xué)發(fā)展有限公司);BSA124S 電子分析天平[塞多利斯科儀器(北京)有限公司];D3024R 微量高速冷凍離心機(jī)(美國(guó)Scilogex 公司);ELX808 酶標(biāo)儀(美國(guó) BioTek 公司);Basic164-5050 電泳電源、TY10165-8001 垂直電泳槽、GelDoc凝膠成像系統(tǒng)(美國(guó)Bio-Rad 公司);YD-1508A 石蠟切片機(jī)(金華市益迪醫(yī)療設(shè)備廠);Axioplan 2 imaging 光學(xué)顯微鏡(德國(guó)Carl Zeiss Jena 公司)。
1.3 試藥 參附注射液[華潤(rùn)三九(雅安)藥業(yè)有限公司,批號(hào)17040205004];左旋多巴片(浙江遠(yuǎn)力健藥業(yè)有限責(zé)任公司,批號(hào) 170701);1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP,東京化成工業(yè)株式會(huì)社,批號(hào) JBVHJCB);小鼠酪氨酸羥化酶(TH)ELSIA 檢測(cè)試劑盒(武漢伊艾博科技有限公司,批號(hào)2620187320);Rabbit tyrosine hydroxylase 抗體[愛必信(上海)生物科技有限公司,批號(hào) 34i7370];Rabbit GAPDH 抗體(美國(guó) Bioworld 公司,批號(hào) AA0101);goat anti Rabbit IGg(美國(guó) Bioworld 公司,批號(hào)CJ4422);DAB顯色試劑盒(碧云天生物技術(shù)有限公司,批號(hào)033016160503)。
2.1 分組、給藥、造模 30 只雄性小鼠,隨機(jī)分為 5 組,每組6 只,分別為對(duì)照組(腹腔注射生理鹽水)、模型組(腹腔注射 25 mg/kgMPTP)、參附注射液組(腹腔注射8 mg/kg)、左旋多巴組(灌胃 25 mg/kg)、參附注射液+左旋多巴組(腹腔注射 8 mg/kg+灌胃 25 mg/kg)。除對(duì)照組外,其余各組小鼠腹腔注射25 mg/kg MPTP 7 d 以建立帕金森病模型,給藥14 d 后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2.2 小鼠行為學(xué)檢測(cè)
2.2.1 爬桿實(shí)驗(yàn) 選擇50 cm 長(zhǎng)、1 cm 粗的木桿作為爬桿,頂端固定直徑2 cm 的泡沫塑料小球,爬桿上纏繞醫(yī)用膠布以防止打滑。實(shí)驗(yàn)前1 周,每天進(jìn)行1 次爬桿訓(xùn)練,最后1 次給藥后進(jìn)行檢測(cè),將小鼠放至球頂使其爬下,以小鼠雙前肢接觸桿底平臺(tái)為完成爬桿,記錄爬完所需的時(shí)間。每只小鼠爬桿5 次,取平均值。
2.2.2 懸掛實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)前1 周,每天將小鼠2 只前爪懸掛于水平線上停留10 s,給藥結(jié)束后進(jìn)行檢測(cè)。如小鼠在10 s內(nèi)用 2 只后爪抓住線,記 3 分;1 只后爪抓住線,記 2 分;2 只后爪均抓不住線,記 1 分;小鼠跌落,記 0 分。
2.3 血清及腦組織TH 水平檢測(cè) 小鼠行為學(xué)實(shí)驗(yàn)后頸動(dòng)脈取血,脫頸處死,冰上取出黑質(zhì)區(qū)新鮮腦組織置于凍存管中,液氮速凍后,放入-80 ℃冰箱中保存。ELISA 試劑盒檢測(cè)血清及黑質(zhì)區(qū)腦組織TH 水平,具體操作方法參考說(shuō)明書。
2.4 組織切片及染色 小鼠行為學(xué)實(shí)驗(yàn)后頸動(dòng)脈取血,脫頸處死,冰上取出大腦,迅速放入多聚甲醛溶液中固定,制備蠟塊,切片后脫蠟復(fù)水,HE 染色,脫水后封片,光鏡觀察。再免疫組化染色,切片復(fù)水后,3% H2O2中滅活組織切片中的內(nèi)源性過(guò)氧化物酶,清洗后進(jìn)行抗原修復(fù),山羊血清滴封閉,一抗4 ℃下過(guò)夜,二抗37 ℃下孵育1 h,滴加DAB顯色液染色,蘇木素復(fù)染,脫水后封片,光鏡觀察。通過(guò)Image pro plus 軟件統(tǒng)計(jì)各圖片中蛋白陽(yáng)性表達(dá)的平均光密度值,導(dǎo)出數(shù)據(jù),Excel 軟件處理,SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
2.5 大腦黑質(zhì)組織TH 蛋白水平檢測(cè) 采用Western blot法。精密稱取小鼠腦組織,裂解,BCA 法檢測(cè)蛋白濃度,根據(jù)目的蛋白的分子量制備合適濃度的SDS-PAGE 凝膠,加樣后通電,進(jìn)行垂直電泳,蛋白被適當(dāng)分離后停止,冰浴,濕法轉(zhuǎn)膜,封閉 1 h 以上,加入稀釋好的一抗,4 ℃擺搖床上緩慢搖動(dòng)孵育過(guò)夜,加入稀釋好的二抗,室溫下孵育2 h,洗滌3 次,采用凝膠成像系統(tǒng)軟件進(jìn)行化學(xué)發(fā)光成像,拍照并保存。
2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 通過(guò)SPSS 22.0 軟件進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)以()表示,組內(nèi)或組間比較采用單因素方差分析。P<0.05 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 參附注射液對(duì)小鼠行為學(xué)的影響 表1顯示,與對(duì)照組比較,模型組小鼠爬桿時(shí)間顯著延長(zhǎng)(P<0.01),懸掛實(shí)驗(yàn)得分顯著降低(P<0.01);與模型組比較,各給藥組小鼠爬桿時(shí)間顯著縮短(P<0.05,P<0.01),懸掛實(shí)驗(yàn)得分顯著升高(P<0.05,P<0.01)。
表1 參附注射液對(duì)小鼠行為學(xué)的影響(, n=6)
表1 參附注射液對(duì)小鼠行為學(xué)的影響(, n=6)
注:與對(duì)照組比較,## P<0.01;與模型組比較,? P<0.05,??P<0.01
組別 爬桿時(shí)間/s 懸掛實(shí)驗(yàn)得分/分對(duì)照組 7.8±1.3 2.5±0.3模型組 15.7±1.4## 0.8±0.5##參附注射液組 11.1±1.3? 1.8±0.6??左旋多巴組 10.8±1.6? 1.9±0.7??參附注射液+左旋多巴組 9.7±1.9?? 2.0±0.8??
3.2 參附注射液對(duì)小鼠黑質(zhì)神經(jīng)元的影響 圖1顯示,對(duì)照組小鼠黑質(zhì)致密度神經(jīng)元數(shù)量豐富,胞體較大,多為橢圓形,胞漿染色較淡,細(xì)胞核染清晰;模型組小鼠部分神經(jīng)元胞體深染,膠質(zhì)細(xì)胞增生,神經(jīng)元數(shù)目減少;參附注射液組、左旋多巴組視野內(nèi)小鼠黑質(zhì)正常神經(jīng)元平均數(shù)量均明顯高于模型組,形態(tài)上可觀察到2 組黑質(zhì)殘存的神經(jīng)元較多,細(xì)長(zhǎng)、胞體深染的神經(jīng)元數(shù)量較少,膠質(zhì)細(xì)胞增生得到改善;參附注射液+左旋多巴組小鼠黑質(zhì)正常神經(jīng)元數(shù)目?jī)H次于對(duì)照組,少部分黑質(zhì)細(xì)胞黑色素減少,少部分神經(jīng)元胞體深染,胞核濃染。
圖1 各組小鼠黑質(zhì)HE 染色
3.3 參附注射液對(duì)TH 水平的影響 表2顯示,與對(duì)照組比較,模型組TH 水平顯著降低(P<0.01);與模型組比較,給藥組其水平顯著升高(P<0.01)。
表2 參附注射液對(duì)TH 水平的影響(, n=6)
表2 參附注射液對(duì)TH 水平的影響(, n=6)
注:與對(duì)照組比較,## P<0.01;與模型組比較,? P<0.05,??P<0.01
組別 血清 TH/(pg·mL-1)黑質(zhì) TH/(ng·g-1)對(duì)照組 1 443.5±137.6 3.012±0.268模型組 621.0±78.4## 1.359±0.144##參附注射液組 912.8±103.1? 2.217±0.192??左旋多巴組 986.4±96.9? 2.109±0.255??參附注射液+左旋多巴組 1 145.5±112.3?? 2.538±0.245??
3.4 參附注射液對(duì)TH 蛋白表達(dá)的影響 圖2顯示,與對(duì)照組比較,模型組小鼠大腦黑質(zhì)區(qū)TH 蛋白表達(dá)顯著降低(P<0.01);與模型組比較,給藥組其蛋白表達(dá)顯著升高(P<0.05,P<0.01)。
流行病學(xué)調(diào)查表明,在60 歲以上人群中帕金森病患病率為1%,并且每年新增患者 10 萬(wàn)以上[9],既往臨床研究表明,左旋多巴制劑可引起周圍性、中樞性2 類不良反應(yīng)[10],故減少及延遲其不良反應(yīng)發(fā)生,改善其對(duì)腦中黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的毒性作用,是臨床關(guān)注熱點(diǎn)。帕金森病主要病理基礎(chǔ)是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性死亡,造成TH表達(dá)和數(shù)量下降,最終導(dǎo)致合成減少黑質(zhì)-紋狀體多巴胺濃度不足,引起運(yùn)動(dòng)癥狀[11],目前還沒有針對(duì)多巴胺能神經(jīng)損傷的保護(hù)藥物。
圖2 參附注射液對(duì)TH 蛋白表達(dá)的影響
中醫(yī)認(rèn)為,帕金森病屬于 “顫證”“痹癥”范疇,因?yàn)樾帮L(fēng)、邪熱、邪濕阻滯經(jīng)絡(luò),加之老年人氣血不足,難以溫養(yǎng)筋脈;病久入絡(luò),瘀血內(nèi)阻,血行不暢,導(dǎo)致肢體震顫、痙攣、麻痹等癥狀,主病在肝,病久涉及脾胃,其病位在腦髓、筋脈,表明該疾病發(fā)生不僅與肝之疏泄失常、脾虛失運(yùn)有聯(lián)系,也與老年人氣血兩虛密切相關(guān)[12]。中藥具有安全性高的優(yōu)勢(shì),在帕金森病臨床治療中受到越來(lái)越多的重視,如銀杏平顫方、肉蓯蓉等[13-14];參附注射液含有人參和附片。臨床研究顯示其對(duì)神經(jīng)、心血管、免疫系統(tǒng)功能具有不同程度的保護(hù)作用[8,15],其中人參皂苷是人參主要活性成分,參附注射液中其含有量>0.8 mg/mL,可通過(guò)激活神經(jīng)細(xì)胞存活機(jī)制和神經(jīng)保護(hù)機(jī)制,從而發(fā)揮促進(jìn)神經(jīng)發(fā)育、調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)、改善學(xué)習(xí)與記憶能力的作用[16],還有抗疲勞、增強(qiáng)心肌功能,能保護(hù)自身免疫系統(tǒng),促進(jìn)物質(zhì)代謝和抗氧化,同時(shí)可提高機(jī)體適應(yīng)性,有升壓、穩(wěn)壓等作用[17];附片所含烏頭堿可興奮迷走神經(jīng)加快心率,有明顯升血壓的作用,對(duì)陽(yáng)虛、痹癥有效。
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用MPTP 致小鼠帕金森模型,研究參附注射液?jiǎn)为?dú)應(yīng)用及聯(lián)合左旋多巴時(shí)對(duì)帕金森病小鼠的治療作用。結(jié)果顯示,參附注射液可明顯縮短小鼠爬桿時(shí)間,提高小鼠懸掛實(shí)驗(yàn)得分;參附注射液、左旋多巴及兩者聯(lián)用時(shí)均對(duì)小鼠有神經(jīng)保護(hù)作用,并且能明顯提高血清、大腦黑質(zhì)區(qū)TH 水平及黑質(zhì)區(qū)TH 蛋白表達(dá),以聯(lián)合應(yīng)用更強(qiáng),表明參附注射液對(duì)帕金森病小鼠有較好的治療效果,而且聯(lián)合左旋多巴時(shí)作用更強(qiáng)。