代 震 朱 昱 王治陽
(1.河南省中醫(yī)藥研究院, 河南鄭州450004; 2.河南中醫(yī)藥大學(xué), 河南鄭州450008)
腦血管意外是危害我國(guó)老年群體的常見疾病之一,近年來腦血管疾病的發(fā)病率呈上升趨勢(shì),這與我國(guó)老年化進(jìn)程加快息息相關(guān)[1]。缺血性腦血管疾?。╥schemic cerebral vascular disease,ICVD) 是腦血管意外中第1 位致殘性疾病,患者可出現(xiàn)不同程度的運(yùn)動(dòng)、感覺障礙;同時(shí)也是第2 位致死性疾?。?]。目前對(duì)缺血性腦血管疾病治療包括超早期溶栓治療、抗凝治療、抗血小板治療、介入治療(腦血管內(nèi))、神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)治療以及外科手術(shù)(大面積腦梗死標(biāo)準(zhǔn)去骨瓣減壓術(shù)) 等[3]。早期溶栓治療后缺血區(qū)腦組織恢復(fù)供血的過程又稱之為“再灌注”,此時(shí)患者的神經(jīng)功能恢復(fù)情況極大影響預(yù)后[4]。本研究以腦缺血再灌注損傷大鼠為模型,探討不同劑量當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠神經(jīng)功能和炎癥因子等影響。
1.1 動(dòng)物 健康清潔級(jí)SD 大鼠60 只,雄性,體質(zhì)量(210±20) g,購(gòu)自河南中科聯(lián)創(chuàng)檢測(cè)服務(wù)有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào)SYXK (豫) 2017?0027。所有大鼠分籠飼養(yǎng),由專人負(fù)責(zé)管理。實(shí)驗(yàn)室定期消毒,環(huán)境溫度20~25 ℃,相對(duì)濕度50%~70%。飼養(yǎng)1 周后開始實(shí)驗(yàn)。本研究經(jīng)本院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(HNZYYYJ2017?0012),符合中國(guó)倫理委員會(huì)有關(guān)動(dòng)物研究指導(dǎo)原則。
1.2 儀器 線栓(廣州佳靈生物科技有限公司);MH550冰凍切片機(jī)(美國(guó)Thermo Fisher 公司);光學(xué)顯微鏡(洛陽惠爾納米科技有限公司);組織搗碎勻漿機(jī)(天津博天勝達(dá)科技發(fā)展有限公司);臺(tái)式離心機(jī)(湖南赫西儀器裝備有限公司);自動(dòng)酶標(biāo)儀(昆山吉和力儀器有限公司);超凈工作臺(tái)(蘇州凈化設(shè)備儀器公司)。
1.3 藥物與試劑 當(dāng)歸多糖(Angelica sinensis polysaccha?ride,ASP) 購(gòu)自陜西慈緣生物技術(shù)有限公司[甘肅岷縣當(dāng)歸提取,批號(hào)CY150407,純度≥98%,組分主要包含半乳糖(35%)、阿拉伯糖(30%)、葡萄糖(21%)];水合氯醛(武漢華申化學(xué)試劑有限責(zé)任公司);IL?1β、TNF?α 檢測(cè)試劑盒(美國(guó)RD 公司);NF?κB、GAPDH 一抗購(gòu)于美國(guó)Cell Signaling 公司。
2.1 分組 將飼養(yǎng)1 周后的大鼠稱定質(zhì)量后,隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組、當(dāng)歸多糖低劑量組(30 mg/kg)、當(dāng)歸多糖中劑量組(45 mg/kg)、當(dāng)歸多糖高劑量組(60 mg/kg),每組12 只。預(yù)給藥14 d,當(dāng)歸多糖低、中、高劑量組灌胃給藥,1 次/d。假手術(shù)組和模型組灌服等容量的生理鹽水。
2.2 缺血再灌注模型 建立大鼠大腦中動(dòng)脈阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO) 模型[5]。制備模型的大鼠術(shù)前12 h 禁食,不禁水。大鼠采用腹腔注射麻醉,麻醉藥物選擇10%水合氯醛,劑量為350 mg/kg。顯微鏡下找到大鼠左側(cè)頸外動(dòng)脈(External carotid artery,ECA),穿縫合線結(jié)扎ECA;在頸總動(dòng)脈(Common carotid artery,CCA)近分叉處用動(dòng)脈夾夾閉其近心端,在距分叉處約0.5 cm 血管壁上剪一小口,夾取栓線沿切口插入,送入栓線,當(dāng)栓線推進(jìn)到分叉處時(shí),輕輕提起ECA,使栓線順利進(jìn)入頸內(nèi)動(dòng)脈(Internal carotid artery,ICA),繼續(xù)輕柔推進(jìn),當(dāng)感到有一定阻力時(shí)即停止推送,此時(shí)栓線頭端正好位于大腦中動(dòng)脈(MCA) 起始部位,阻斷MCA 血流,停留90 min后,將栓線輕輕拔出恢復(fù)血流灌注。結(jié)扎頸外動(dòng)脈,縫合皮膚。術(shù)中用加熱毯和白熾燈加熱,維持大鼠肛溫在 (37.5±0.3)℃,術(shù)后將大鼠置于恒溫箱中直至蘇醒。假手術(shù)組同樣進(jìn)行手術(shù)操作,不通過頸總動(dòng)脈插入線栓。
2.3 神經(jīng)功能評(píng)定
2.3.1 神經(jīng)功能評(píng)分 參考文獻(xiàn)[6]。在大鼠恢復(fù)再灌注24 h 后進(jìn)行評(píng)定。包括運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)、感覺實(shí)驗(yàn)和反射測(cè)試三部分。運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)包括提尾實(shí)驗(yàn)(3 分) 和地板行走(3分);感覺實(shí)驗(yàn)包括放置實(shí)驗(yàn)(1 分)、本體感覺實(shí)驗(yàn)(1分)、平衡木實(shí)驗(yàn)(6 分);反射測(cè)試(4 分) 包括耳廓反射、角膜反射、驚恐反射以及癲癇,肌痙攣。最高18 分。分?jǐn)?shù)越高表明該大鼠神經(jīng)功能越好。
2.3.2 抓力實(shí)驗(yàn) 選擇合適的大鼠抓力板,建模前大鼠均進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練。測(cè)試過程中保持環(huán)境安靜,不要過分刺激大鼠,重復(fù)測(cè)量3 次,測(cè)大鼠抓力的平均值。
2.4 炎癥因子指標(biāo) ①血清白介素?1 (IL?1β)、腫瘤壞死因子(TNF?α),再灌注2 d 后抽取大鼠動(dòng)脈血1 mL,靜置30 min 后離心分離血清,采用ELISA 法檢測(cè)IL?1β、TNF?α水平,所有步驟均嚴(yán)格按照試劑盒操作流程。②腦組織IL?1β、TNF?α,將各組大鼠麻醉后斷頭取出腦部組織,加入4 ℃生理鹽水(1 ∶9),勻漿后去上清液,采用放射免疫法測(cè)IL?1β、TNF?α 水平。③腦組織NF?κB 采用Western blot 法檢測(cè),將取得的腦組織勻漿用RIPA 裂解液,取15 g總蛋白進(jìn)行電泳,電泳結(jié)束后加入NF?κB 抗體,于4 ℃冰箱過夜,洗膜,曝光拍照,通過Image Pro 軟件比較NF?κB與GAPDH 蛋白條帶灰度的比值表示NF?κB 蛋白相對(duì)表達(dá)量。
2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料以() 表示,多組間比較采用方差分析,以P≤0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠神經(jīng)功能的影響 如表1 所示,模型組大鼠的神經(jīng)功能評(píng)分和抓力低于假手術(shù)組(P<0.05),當(dāng)歸多糖中、高劑量組神經(jīng)功能評(píng)分和抓力高于模型組(P<0.05)。
表1 當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠神經(jīng)功能的影響的比較(, n=12)
表1 當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠神經(jīng)功能的影響的比較(, n=12)
注:與假手術(shù)組比較,#P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
3.2 當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠血清和腦組織IL?1β 水平的影響 如表2 所示,模型組血清和腦組織中IL?1β 水平高于假手術(shù)組(P<0.05),同時(shí)當(dāng)歸多糖中、高劑量組IL?1β 水平低于模型組(P<0.05)。
表2 各組大鼠血清和腦組織IL?1β 水平比較(pg/mL,, n=12)
表2 各組大鼠血清和腦組織IL?1β 水平比較(pg/mL,, n=12)
注:與假手術(shù)組比較,#P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
3.3 當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠血清和腦組織TNF?α 水平的影響 如表3 所示,模型組血清和腦組織中TNF?α 水平高于假手術(shù)組(P<0.05),同時(shí)當(dāng)歸多糖中、高劑量組TNF?α水平低于模型組(P<0.05)。
表3 各組大鼠血清和腦組織TNF?α 水平比較(ng/mL,, n=12)
表3 各組大鼠血清和腦組織TNF?α 水平比較(ng/mL,, n=12)
注:與假手術(shù)組比較,#P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
3.4 當(dāng)歸多糖對(duì)大鼠腦組織中NF?κB 蛋白表達(dá)的影響 如表4 所示,模型組腦組織中NF?κB 蛋白表達(dá)高于假手術(shù)組(P<0.05),同時(shí)當(dāng)歸多糖中、高劑量組NF?κB 蛋白表達(dá)明顯低于模型組。
腦缺血在中醫(yī)上屬于“中風(fēng)” 范疇,王清任《醫(yī)林改錯(cuò)》 認(rèn)為“氣血凝滯腦氣”,陳土鐸《辨證錄》 所言“痰積則神明不清”[7]。多糖是一類天然高分子化合物,具有廣泛的生物學(xué)功能。當(dāng)歸產(chǎn)地主要分布在甘肅、陜西、湖北、云南、四川等省,其中甘肅岷縣所產(chǎn)當(dāng)歸品質(zhì)最好[8]。作為一味中藥它主要作用于血液系統(tǒng),當(dāng)歸的主要活性物質(zhì)當(dāng)歸多糖,具有提高免疫力、抗氧化、抗腫瘤等作用,被廣泛應(yīng)用于老年疾病[9?10]。
表4 各組大鼠腦組織中NF?κB 表達(dá)的比較(, n=12)
表4 各組大鼠腦組織中NF?κB 表達(dá)的比較(, n=12)
注:與假手術(shù)組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
腦缺血再灌注損傷的機(jī)制目前仍不清楚,現(xiàn)認(rèn)為與大腦內(nèi)富含氧自由基有關(guān)。缺血大腦再灌注后,產(chǎn)生過多氧自由基不能被大腦內(nèi)生性抗氧化系統(tǒng)所消除,從而對(duì)腦脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸造成氧化損傷,進(jìn)一步損傷神經(jīng)細(xì)胞,導(dǎo)致神經(jīng)功能障礙[11?12]。受損的神經(jīng)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量炎癥因子。IL?1β 屬于白細(xì)胞介素?1 (IL?1),是一種重要的促炎癥介質(zhì)并在細(xì)胞免疫中發(fā)揮作用,主要由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生[13]。TNF?α 是由活化的單核巨噬細(xì)胞釋放的促炎因子,能提高中性粒細(xì)胞的吞噬功能,具有抗感染、促進(jìn)炎細(xì)胞分化的作用,誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞膜上信號(hào)通路傳導(dǎo)異常,當(dāng)與白介素協(xié)同時(shí),對(duì)腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞刺激作用增強(qiáng)[14?15]。IL?1β 能夠激發(fā)靶細(xì)胞內(nèi)NF?κB 信號(hào)通路[16]。
本研究結(jié)果顯示,模型組大鼠的神經(jīng)功能評(píng)分和抓力明顯低于假手術(shù)組,當(dāng)歸多糖中、高劑量組神經(jīng)功能評(píng)分和抓力明顯高于模型組。說明當(dāng)歸多糖中、高劑量能改善缺血再灌注大鼠的神經(jīng)功能??紤]可能與當(dāng)歸多糖清除腦部過量炎癥因子有關(guān),從而減少炎癥反應(yīng)對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的損傷。本研究結(jié)果顯示,模型組血清和腦組織中IL?1β、TNF?α 水平明顯高于假手術(shù)組,同時(shí)當(dāng)歸多糖中、高劑量組IL?1β、TNF?α 水平明顯低于模型組。模型組腦組織中NF?κB蛋白表達(dá)明顯高于假手術(shù)組,同時(shí)當(dāng)歸多糖中、高劑量組NF?κB 蛋白表達(dá)明顯低于模型組。說明隨著當(dāng)歸多糖劑量的增加,可以有效降低大鼠血清和腦組織中炎癥因子水平,尤其是高劑量當(dāng)歸多糖(60 mg/kg) 效果較好。高劑量當(dāng)歸多糖可能通過降低血清中IL?1 和TNF?α 水平,并進(jìn)一步阻斷神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)NF?κB 信號(hào)通路,減少大量的氧自由基通過細(xì)胞膜上的信號(hào)通路進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞內(nèi),損傷腦組織[17]。
綜上所述,預(yù)給藥當(dāng)歸多糖(60 mg/kg) 可以減輕缺血再灌注大鼠腦組織中的炎癥反應(yīng),有助于大鼠神經(jīng)功能恢復(fù)。