劉盼興,王 旭
(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,沈陽 110032)
阿爾茨海默?。╝lzheimer disease,AD)又名老年性癡呆,是危害人類健康的一種嚴(yán)重的神經(jīng)退行性疾病,臨床上主要表現(xiàn)為認(rèn)知、記憶、智力、日常生活能力等方面的退化及改變[1]。該病病因復(fù)雜,醫(yī)家對其病因病機(jī)進(jìn)行研究探索中認(rèn)為腎虛髓虧、瘀血阻絡(luò)為該病的主要病因病機(jī)。從而,通過補(bǔ)腎活血法治療AD 成為中醫(yī)界的探究熱點(diǎn)[2]。2009 年-2011 年期間,我院王恩龍教授[3]觀察補(bǔ)腎活血中藥對40 例老年性癡呆患者的臨床療效,發(fā)現(xiàn)補(bǔ)腎活血中藥可以改善老年性癡呆患者的認(rèn)知能力,提高患者的生活質(zhì)量,但其中的作用機(jī)制卻不甚了解。Iba1蛋白是小膠質(zhì)細(xì)胞中的鈣結(jié)合蛋白,該抗體已被廣泛用作小膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物;GFAP 蛋白是星形膠質(zhì)細(xì)胞膠質(zhì)絲的主要成分,該抗體是星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志性蛋白[4],它們二者是促炎因子和氧化應(yīng)激的重要來源,可分泌大量的促炎因子[5-6],而炎性因子的增加,導(dǎo)致海馬介導(dǎo)的認(rèn)知功能破壞[7],在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。所以我們采用水迷宮實驗、免疫組化實驗及Western blot 實驗來探究補(bǔ)腎活血方治療AD 的機(jī)制是否與其可以抑制炎癥反應(yīng)相關(guān)。
1.1 動物與分組 將24 只7 月齡的SPF 級的SAMP8雄性鼠隨機(jī)分為3 組,分別為模型組、鹽酸多奈哌齊西藥組和補(bǔ)腎活血方中藥組,另外將8 只7 月齡的SPF 級的SAMR1 鼠作為正常對照組。造模時正常組和模型組小鼠按體質(zhì)量給予生理鹽水灌胃,西藥組給予鹽酸多奈哌齊灌胃,灌胃劑量為3 mg/(kg·d),中藥組給予補(bǔ)腎活血方進(jìn)行灌胃6 g/(kg·d),灌胃時間為4 周。
1.2 實驗器材及實驗動物灌胃藥物的制備 檢測試劑與儀器:兔多克隆GFAP 抗體(Abcam,美國),兔多克隆Iba1 抗體(Abcam,美國),β-actin 抗體(sigma,美國),組織蛋白裂解液、BCA 工作液等(碧云天生物技術(shù)有限公司)。Mirror 水迷宮自動實驗記錄儀,BIO-RAD 凝膠圖像分析系統(tǒng),電泳儀,電泳槽,濕轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)膜槽,脫色搖床,Leica 石蠟切片機(jī),超速冷凍離心機(jī),Olympus 光學(xué)顯微鏡,電子天平,微波爐,恒溫水浴箱。補(bǔ)腎活血方藥物組成:丹參 20 g,川芎20 g,山藥 15 g,熟地黃10 g,鹿角膠 10 g,枸杞子15 g,牛膝 15 g,菟絲子10 g,山茱萸 10 g。用藥物總體積的4 倍量水浸泡2 h,沸后改文火煎,煎煮1 h 后倒出藥液;繼用藥物體積2 倍量水,再煎2 次,合并3 次藥液。濾過,濾液用文火濃縮至流浸膏,水浴繼續(xù)濃縮至稠浸膏,真空干燥(80 ℃)得干浸膏。將干浸膏無菌條件裝瓶,置4℃冰箱保存?zhèn)溆?。鹽酸多奈哌齊的制備:將鹽酸多奈哌齊片(成人劑量為5 mg/d)置于純凈水中,經(jīng)超聲細(xì)胞粉碎機(jī)制成濃度為4 mg/mL 的混懸液,藥物配制后置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?,用前搖勻。
1.3 Morris 水迷宮實驗 灌胃28 d 后進(jìn)行水迷宮適應(yīng)訓(xùn)練,首先練習(xí)站臺,可將小鼠放于平臺上1 min,然后開始入水訓(xùn)練,每只小鼠訓(xùn)練2 次,從不同象限入水,1 min/次,如果找不到站臺,應(yīng)予以引導(dǎo)至站臺,停留1 min。定位航行試驗為期5 d,平臺置于第三象限中心,小鼠分別于上午和下午各進(jìn)行1 次試驗,每次試驗時間1 min,第一象限池壁的中點(diǎn)作為入水點(diǎn),但放置平臺的第三象限不作為入水點(diǎn),上午和下午的入水順序相同。如果大鼠在1 min 內(nèi)未找到平臺,由實驗者將其引至平臺,讓其在平臺上停留1 min,再放回籠內(nèi)。以小鼠入水后到找到平臺的游泳時間即逃避潛伏期做為觀測指標(biāo),60 s 內(nèi)未找到平臺的記為60 s。空間探索試驗于定位航行結(jié)束后次日上午撤除平臺,在原平臺象限的對側(cè)象限即第一象限入水,記錄的游泳軌跡,測量內(nèi)小鼠在原平臺象限停留時間并進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)搜集和處理由軟件完成。
1.4 動物取材 待小鼠Morris 水迷宮實驗結(jié)束后,將4 組小鼠置于乙醚罐中進(jìn)行麻醉,待鼠深度麻醉后行斷頭處死,在冰盒內(nèi)剝離小鼠的大腦,從中間矢狀縫切開,將小鼠的大腦左半球置于4%多聚甲醛溶液中,進(jìn)行固定,脫水、透明、浸蠟后常規(guī)制備石蠟切片,供免疫組織化學(xué)染色使用;小鼠大腦右半球仔細(xì)分離出海馬和皮層,置于-80℃進(jìn)行深度冰凍,供western blot 實驗備用。
1.5 免疫組化實驗 將鼠的大腦左半球制成石蠟切片后,進(jìn)行免疫組化實驗。將石蠟切片于烤箱內(nèi)烤片1 h 后,進(jìn)行脫蠟操作,然后PBS 液沖洗,之后檸檬酸緩沖液中微波修復(fù),再次PBS 液沖洗后行山羊血清封閉0.5 h,滴加一抗,4℃過夜,PBS 液沖洗后再滴加二抗,PBS 沖洗后滴加三抗,PBS 沖洗,然后進(jìn)行DAB 顯色、核復(fù)染、脫水等操作,最后用中性樹膠封片觀察。
1.6 Western blot 實驗 將鼠右腦的海馬組織進(jìn)行勻漿后行Western blot 實驗。首先配膠,按照各比例備好膠板后,將其置于電泳槽中進(jìn)行加樣、預(yù)電泳和電泳操作,電泳完成后進(jìn)行轉(zhuǎn)印2 h,結(jié)束后棄膠,將膜取下置于麗春紅染液后進(jìn)行裁膜,然后用TBST 液洗膜,洗膜后開始滴加一抗,牛奶封閉,4℃過夜,再次用TBST 液洗膜,然后滴加二抗,再次用TBST液洗膜,最后進(jìn)行曝光觀察,圖像采集及數(shù)據(jù)分析均由軟件完成。
1.7 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件建立數(shù)據(jù)庫,并以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示各定量指標(biāo)的平均值和分散程度。多樣本均數(shù)的比較采用方差分析,兩兩比較采用LSD 及Dunnett’sT 3 檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 定位航行實驗各組小鼠潛伏期用時比較 見表1。
表1 定位航行實驗各組小鼠潛伏期用時比較()s
表1 定位航行實驗各組小鼠潛伏期用時比較()s
注:與正常組比較,# P<0.05;與模型組比較,△P<0.05
2.2 補(bǔ)腎活血方對各組小鼠大腦海馬區(qū)Iba1 表達(dá)的影響 免疫組化的結(jié)果顯示,正常組SAMR1 鼠大腦海馬CA1 區(qū)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)完整,排列有序,無明顯Iba1 陽性染色;與正常組SAMR1 小鼠比較,模型組SAMP8 鼠陽性細(xì)胞染色加深,Iba1 陽性細(xì)胞數(shù)量增多,對陽性細(xì)胞所占比例進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組SAMP8 小鼠比較,中藥組與西藥組SAMP8 鼠的陽性細(xì)胞染色淺,Iba1 陽性細(xì)胞數(shù)量有不同程度減少,對陽性細(xì)胞所占比例統(tǒng)計分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(圖1、圖2)。采用western blot 法檢測各組小鼠大腦海馬內(nèi)Iba1 蛋白(圖3)。統(tǒng)計結(jié)果分析顯示,與正常組SAMR1 小鼠比較,模型組SAMP8 小鼠Iba1 蛋白含量明顯較高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);經(jīng)中藥與西藥處理后,與模型組小鼠比較,Iba1 蛋白含量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);中藥組與西藥組小鼠比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05)(圖4)。
圖1 免疫組化法檢測各組小鼠大腦海馬CA1 區(qū)Iba1 的分布(scale bar=20 μm)
圖2 各組小鼠大腦海馬CA1 區(qū)Iba1 染色陽性細(xì)胞數(shù)量所占比例的差異比較
2.3 補(bǔ)腎活血方對各組小鼠大腦海馬區(qū)GFAP 表達(dá)的影響 采用免疫組化法觀察各組小鼠大腦海馬區(qū)GFAP 的分布與表達(dá),結(jié)果顯示:正常組SAMR1 鼠大腦海馬CA1 區(qū)無明顯GFAP 陽性染色細(xì)胞;與正常組SAMR1 小鼠比較,模型組SAMP8 鼠陽性細(xì)胞胞體增大,突起增粗增長,染色加深,呈棕黃色,GFAP 陽性染色細(xì)胞數(shù)量增多,其陽性細(xì)胞所占比例差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組SAMP8小鼠比較,中藥組與西藥組SAMP8 鼠的陽性染色細(xì)胞多呈不規(guī)則、扁平的多角形狀,胞體及突起角纖細(xì),染色淺,數(shù)量有不同程度減少,陽性細(xì)胞所占比例差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(圖5、圖6)。采用western blot 實驗方法來檢測各組小鼠大腦海馬內(nèi)GFAP蛋白(圖7),統(tǒng)計結(jié)果分析顯示,與正常鼠比較,模型組小鼠GFAP 蛋白含量明顯較高,且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);經(jīng)中藥與西藥處理后,與模型組小鼠比較,中藥組與西藥組小鼠大腦海馬內(nèi)GFAP蛋白含量減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);中藥組與西藥組小鼠比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05)(圖8)。
圖3 western blot 檢測各組小鼠海馬內(nèi)Iba1 蛋白水平的表達(dá)比較
圖4 各組小鼠大腦海馬內(nèi)Iba1 蛋白的相對值比較
圖5 免疫組化法檢測各組小鼠大腦海馬CA1 區(qū)GFAP 的分布(scale bar=20 μm)
圖6 各組小鼠海馬CA1 區(qū)GFAP 染色陽性細(xì)胞數(shù)量所占比例的差異比較
圖7 western blot 檢測各組小鼠海馬GFAP 蛋白水平的表達(dá)比較
圖8 各組小鼠大腦海馬內(nèi)GFAP 蛋白的相對值比較
阿爾茨海默?。╝lzheimer’s disease,AD)是一種與增齡相關(guān)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病[8]。在中醫(yī)學(xué)中一直認(rèn)為“腎藏精生髓通腦”,腎與腦功能的關(guān)系密切。AD 的臨床表現(xiàn)多與腦功能的缺失有關(guān),但從臟腑理論中追其溯源,其發(fā)病之根本在于腎。各醫(yī)家對AD病因病機(jī)的研究探討大多從虛、實兩端入手[9]。許多醫(yī)家[10-12]認(rèn)為腎虛髓虧、瘀血阻絡(luò)為AD 形成的基本病機(jī)[13]。
在本次研究中發(fā)現(xiàn),水迷宮實驗中,與模型組SAMP8 鼠相比,正常對照組鼠在第3 天的逃避潛伏期明顯縮短,說明正常組鼠經(jīng)過2 天的實驗適應(yīng),對水迷宮的內(nèi)部環(huán)境更為熟悉,符合實驗對正常組的要求。與模型組SAMP8 鼠相比,中藥組和西藥組SAMP8 鼠在第三天的逃避潛伏期亦縮短,而模型組鼠的逃避潛伏期卻無明顯變化,說明經(jīng)過實驗訓(xùn)練學(xué)習(xí),中藥組與西藥組鼠能比模型組鼠更早的適應(yīng)水迷宮的內(nèi)部環(huán)境,較模型組鼠有更強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。另外,與模型組SAMP8 鼠相比,中藥組、西藥組的逃避潛伏期明顯縮短(P<0.05),說明中藥組與西藥組SAMP8 鼠在西藥與補(bǔ)腎活血方的治療后,憑借水迷宮實驗獲取的記憶能力,能在更短的時間內(nèi)找到并登上平臺。免疫組化實驗中,由GFAP 抗體與Iba1 抗體標(biāo)記的星形膠質(zhì)細(xì)胞與小膠質(zhì)細(xì)胞在正常組SAMR1 鼠的海馬CA1 區(qū)少有表達(dá);與正常組SAMR1 小鼠相比,模型組小鼠海馬CA1 區(qū)的兩種染色陽性細(xì)胞有更為明顯的表達(dá),且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),該兩種陽性細(xì)胞胞體增大,突起增粗增長,染色加深,呈棕黃色;而與模型組小鼠相比,中藥組與西藥組小鼠海馬CA1 區(qū)星形膠質(zhì)細(xì)胞與小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量明顯較少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且該兩種陽性細(xì)胞多呈不規(guī)則、扁平的多角形形狀,胞體及突起角纖細(xì),染色淺;在Western blot 實驗中發(fā)現(xiàn),與模型組小鼠相比,中藥組與西藥組小鼠的Iba1 與GFAP 蛋白含量均明顯較少,且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);而中藥組與西藥組小鼠兩種蛋白含量相比,差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05)。通過免疫組化實驗與Western blot實驗可以得知補(bǔ)腎活血方可以抑制小膠質(zhì)細(xì)胞與星形膠質(zhì)細(xì)胞的過度表達(dá),從而阻礙了該兩種膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng),保護(hù)了機(jī)體的中樞神經(jīng)系統(tǒng),臨床上對AD 有一定的治療作用。
經(jīng)理論研究及實驗探索結(jié)果表明,補(bǔ)腎活血方可以通過間接抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性炎癥反應(yīng)發(fā)生以改善SAMP8 小鼠的學(xué)習(xí)認(rèn)知及記憶能力,保護(hù)機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能運(yùn)行,從而對AD 起到治療作用。但僅依靠免疫組化實驗與Western blot實驗得到的結(jié)果,無法探究補(bǔ)腎活血方除可以通過抑制神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)慢性炎癥反應(yīng)的發(fā)生這一機(jī)制治療AD 之外,是否還有其他的作用機(jī)制,為解決這一問題,仍需我們進(jìn)行更多更深一步的實驗研究與探索。