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        清腦止痛膠囊對偏頭痛大鼠核因子-κB/誘導(dǎo)型一氧化氮合酶/環(huán)氧化酶2信號通路及痛覺敏感性的影響

        2021-04-09 08:52:12金海燕廖成俊包雪鸚李冕動賴金玉張惠光
        安徽醫(yī)藥 2021年4期

        金海燕,廖成俊,包雪鸚,李冕動,賴金玉,張惠光

        作者單位:1深圳市龍崗區(qū)第三人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,廣東 深圳518000;2解放軍九六四醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,吉林 長春130000

        偏頭痛是一種臨床常見慢性神經(jīng)血管性疾病,病情復(fù)雜,易反復(fù)發(fā)作,伴有惡心、嘔吐等先兆癥狀,發(fā)病率約7%~11%,嚴(yán)重影響人們生活質(zhì)量。目前臨床主要采用曲普坦類藥物、5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)1B/1D 受體拮抗劑等進(jìn)行治療,但效果不佳,不能從根本上進(jìn)行治療,且對心血管系統(tǒng)有一定副作用,因此尋找新型治療方案至關(guān)重要。本研究發(fā)現(xiàn),清腦止痛膠囊(qingnaozhitong capsules,QNZT)可有效緩解大鼠偏頭痛癥狀,可能與調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)釋放,改善腦、血管功能障礙有關(guān),但涉及相關(guān)通路及具體機制尚不完全清楚。目前偏頭痛發(fā)病機制中以三叉神經(jīng)-血管學(xué)說占主導(dǎo)地位,該學(xué)說主要認(rèn)為偏頭痛發(fā)作與血管擴張、神經(jīng)炎性反應(yīng)密切相關(guān)。5-HT和一氧化氮(nitric oxide,NO)等分子可刺激神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生炎癥反應(yīng),核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是一種經(jīng)典炎癥信號通路,可參與環(huán)氧化酶2(Cyclooxygenase2,COX2)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等多種炎癥介質(zhì)表達(dá)調(diào)控,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)可利用NO自由基,協(xié)助巨噬細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中對抗病原體,與偏頭痛發(fā)生機制有關(guān)?;诖耍狙芯繑M探究QNZT對偏頭痛大鼠NF-κB/iNOS/COX2信號通路及痛覺敏感性的影響,以期進(jìn)一步揭示其可能作用機制。現(xiàn)報告如下。

        1 材料與方法

        1.1 實驗動物

        90 只健康雄性SPF 級Wistar 大鼠,體質(zhì)量范圍180~220 g,合格證號SCXK(吉)-2017-0003,由吉林大學(xué)實驗動物中心提供。(24±2)℃溫度、60%~70%濕度,12 h/12 h 光照/黑暗,自由飲水飲食環(huán)境下適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。研究起止時間為2019年2—6月。本研究對動物處置符合動物倫理學(xué)原則(動物倫理編號為20170920601)。

        1.2 藥品、試劑及主要儀器

        清腦止痛膠囊(吉林敖東洮南藥業(yè)股份有限公司,批號Z20080035,批次180625);正天丸(華潤三九醫(yī)藥股份有限公司,批準(zhǔn)文號Z44020711,批次181119);硝酸甘油(nitroglycerin,NTG)注射液(河南潤弘制藥股份有限公司,批號H20057216,批次180314);大鼠iNOS ELISA 檢測試劑盒(深圳子科生物科技有限公司,貨號ZK-R3047);大鼠NO ELISA檢測試劑盒(上海滬震實業(yè)有限公司,貨號hz-7309);兔源anti-iNOS(貨號ab353)、anti-NF-kB p65(貨號ab207297)、anti-COX2(貨號ab15191)、anti-GAPDH 抗體(貨號ab181602)、二抗羊抗兔IgG(貨號ab6721),均購自英國Abcam公司;熱刺痛儀,購自上海軟隆科技發(fā)展有限公司;EPOCH微孔分光光度計購自美國Bio Tek公司;ESJ60-4電子天平購自沈陽龍騰電子有限公司;Tanon-4200自動凝膠成像分析系統(tǒng)購自美國Tanon公司等。

        1.3 方法

        1.3.1

        造模與分組 90 只大鼠隨機分為6 組:空白組(NC組)、模型組(M 組)、陽性藥物正天丸組(ZTW組,0.006 g/kg)、清腦止痛膠囊低(QNZT-L組,0.35 g/kg)、中(QNZT-M 組,0.70 g/kg)、高(QNZT-H 組,1.40 g/kg)劑量組,每組15只。以生理鹽水溶解清腦止痛膠囊及正天丸,分別配置為0.035、0.070、0.140 g/mL的清腦止痛藥液及0.000 6 g/mL 正天丸藥液,藥物處理組大鼠按10 mL/kg 的劑量進(jìn)行灌胃,空白組、模型組以等量生理鹽水灌胃,每天1 次,連續(xù)給藥7 d。末次給藥1 h 后,空白組于右肩皮下注射等量生理鹽水,其余5 組注射10 mg/kg NTG 注射液復(fù)制偏頭疼大鼠模型,當(dāng)大鼠出現(xiàn)雙耳發(fā)紅、撓頭,爬籠活動明顯增加等行為時,表示造模成功。

        1.3.2

        各組大鼠行為學(xué)評分 造模成功后,記錄各組大鼠在連續(xù)30 min內(nèi)撓頭、爬籠、咬尾及往返運動次數(shù),每個癥狀出現(xiàn)1次記1分,共分0~30 min,60~90 min,120~150 min共3個時間段(造模成功記為0 min)。

        1.3.3

        各組大鼠痛覺閾值檢測 分別將各組大鼠置于(55±5)℃熱刺痛儀上,即開始計時,至大鼠出現(xiàn)抬足或縮足反應(yīng)截止,這段時間記為大鼠痛覺閾值,規(guī)定60 s為最高痛覺閾值,≥60 s者均記為60 s。分別測定大鼠在造模成功后30 min、90 min、150 min痛覺閾值。

        1.3.4

        大鼠腦組織中NO、5-HT 水平檢測 造模4 h后,2%異戊巴比妥鈉腹腔麻醉處死,斷頭獲得大腦,剪取0.5 g 腦組織置于液氮中保存?zhèn)溆?,另?.5 g制備腦組織勻漿液。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測大鼠腦組織中一氧化氮(NO)、5-HT 水平,具體操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

        1.3.5

        大鼠腦組織NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量檢測 采用免疫印跡法(western blot)檢測1.3.4中采集的各組大鼠腦組織中NF-κB p65、iNOS、COX2蛋白表達(dá)量。采用蛋白抽提試劑盒提取腦組織總蛋白和細(xì)胞核蛋白,BCA 試劑盒檢測蛋白濃度,置于-80 ℃保存?zhèn)溆?。蛋白樣品進(jìn)行6%SDS-PAGE電泳2 h,PVDF 膜轉(zhuǎn)膜70 min。5%脫脂奶粉室溫封閉2 h,分別添加一抗anti-NF-kB p65(1∶200)、anti-iNOS(1∶400)、anti-COX2(1∶400)、anti-GAPDH(1∶500)4 ℃孵育過夜,TBST 緩沖液洗膜3 次,加入二抗羊抗兔IgG(1∶5 000)室溫孵育1.5 h,洗膜,顯色,曝片,于凝膠成像分析系統(tǒng)中觀察結(jié)果并進(jìn)行分析。

        2 結(jié)果

        2.1 各組大鼠行為學(xué)評分比較

        NC 組大鼠未見異常行為學(xué)改變。在造模成功后0~150 min 內(nèi),與NC組比較,M 組、ZTW 組、QNZT-L 組、QNZT-M 組、QNZT-H 組大鼠均出現(xiàn)雙耳發(fā)紅,撓頭次數(shù)增加,爬籠活動明顯等行為,行為學(xué)評分增加(

        P<

        0.05);與M組比較,ZTW 組、QNZT-L、QNZT-M 組、QNZT-H 組大鼠撓頭、爬籠次數(shù)減少,行為學(xué)評分降低(

        P

        <0.05),其中QNZT-M 組、QNZT-H 組上述各指標(biāo)均優(yōu)于QNZTL 組(

        P<

        0.05),而QNZT-M 組與QNZT-H 組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(

        P

        >0.05)。見表1。

        表1 各組大鼠行為學(xué)評分比較/(分,±s)

        2.2 各組大鼠痛覺閾值比較

        與NC組比較,M組大鼠痛覺閾值降低(

        P

        <0.05);與M組比較,ZTW組、QNZT-L組、QNZT-M組、QNZT-H組大鼠痛覺閾值增加(

        P

        <0.05);QNZT-M 組、QNZT-H 組大鼠痛覺閾值高于QNZT-L 組(

        P

        <0.05),QNZT-M 組與QNZT-H 組大鼠痛覺閾值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(

        P

        >0.05)。見表2。

        2.3 各組大鼠腦組織中NO、5

        -

        HT 含量比較

        與NC 組比較,M 組大鼠腦組織中NO 含量增加、5-HT含量降低(

        P

        <0.05);與M 組比較,ZTW 組、QNZT-L組、QNZT-M組、QNZT-H組大鼠腦組織中NO含量降低、5-HT 含量升高(

        P

        <0.05);QNZT-M 組、QNZT-H組大鼠腦組織中NO 含量低于QNZT-L 組(

        P

        <0.05),5-HT 含量高于QNZT-L 組(

        P

        <0.05),QNZT-M 組、QNZT-H組大鼠腦組織中NO含量、5-HT含量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(

        P>

        0.05)。見表3。

        表2 各組大鼠痛覺閾值比較/(s,±s)

        表3 各組大鼠腦組織中NO、5-HT含量比較/±s

        2.4 各組大鼠腦組織NF

        B p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量比較

        與NC 組比較,M 組大鼠腦組織NFκB p65、iNOS、COX2蛋白表達(dá)量升高(

        P

        <0.05);與M組比較,ZTW 組、QNZT-L組、QNZT-M組、QNZT-H組大鼠腦組織中NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量降低(

        P

        <0.05),QNZT-M 組、QNZT-H 組大鼠腦組織中NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量低于QNZT-L組(

        P

        <0.05),QNZT-M 組與QNZT-H 組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(

        P

        >0.05)。詳見表4,圖1。

        表4 各組大鼠腦組織中NF-κB p65、iNOS、COX2蛋白表達(dá)量比較/±s

        圖1 WB檢測大鼠腦組織NF-κB p65、iNOS、COX2蛋白表達(dá)量

        3 討論

        偏頭痛模型目前公認(rèn)的有NTG 致偏頭痛模型、利血平化低5-HT伴局部腦血管痙攣致偏頭痛模型、硬膜腦神經(jīng)炎偏頭痛模型等,其中NTG 可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生NO、iNOS 等因子,引起血管擴張,激活NF-κB信號通路,導(dǎo)致血管炎癥發(fā)生,誘導(dǎo)偏頭痛,與人類偏頭痛生理過程最為相似。本研究采用皮下注射NTG 的方法復(fù)制偏頭痛大鼠模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與NC 組比較,注射NTG 后大鼠出現(xiàn)雙耳發(fā)紅,撓頭、爬籠等行為學(xué)反應(yīng),行為學(xué)評分增加,表明偏頭痛大鼠模型制備成功,可用于后續(xù)試驗。

        在中醫(yī)中偏頭痛屬“頭風(fēng)”范疇,多由外感、情志、內(nèi)傷等引起,目前臨床上尚無特效藥,近來研究報道,較西醫(yī)療法中醫(yī)治療優(yōu)勢明顯。QNZT由天麻、蒺藜、川芎、枸杞子、牛膝、香附、丹參、熟地黃、藁本、細(xì)辛組成,是一種中藥復(fù)方制劑,其中天麻為君藥,味甘性平,專入肝經(jīng),擅平肝火,清利頭目;川芎為臣藥,可升清開郁,活血止痛;配伍蒺藜可環(huán)周顱腦,增強除風(fēng)止痛之效;佐以丹參活血化瘀、牛膝活血通絡(luò)、香附理氣解郁,復(fù)以枸杞子、熟地黃補肝養(yǎng)腎,可曲風(fēng)清腦,化瘀止痛,且無不良反應(yīng),不產(chǎn)生依賴性。孫申國等研究發(fā)現(xiàn),QNZT可減少老年偏頭痛患者頭痛發(fā)作,改善其惡心、嘔吐等癥狀,且安全性好,另外QNZT 可降低大鼠腦組織TNF-α、IL-1β、NF-κB p65、COX2水平,緩解利血平致大鼠偏頭痛癥狀。偏頭痛發(fā)病機制學(xué)說中以三叉神經(jīng)學(xué)說占主導(dǎo)地位,三叉神經(jīng)激活誘發(fā)的腦內(nèi)炎癥可引起頭痛發(fā)作及痛覺超敏反應(yīng),研究發(fā)現(xiàn)NO具有神經(jīng)毒性,可引發(fā)三叉神經(jīng)-血管反射,導(dǎo)致實驗性偏頭痛,5-HT受體激動劑可激動中樞5-HT受體,終止偏頭痛急性發(fā)作。吳莎等研究報道,川芎-香附可通過升高NTG偏頭痛大鼠5-HT水平,降低NO、NOS釋放,發(fā)揮治療偏頭痛作用。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與M 組比較,QNZT-L 組、QNZT-M組、QNZT-H組大鼠行為學(xué)評分、腦組織NO水平降低,腦組織5-HT水平、痛覺閾值升高,QNZT-M組、QNZTH 組大鼠腦組織5-HT 水平、痛覺閾值高于QNZT-L組,行為學(xué)評分、腦組織NO水平低于QNZT-L組,QNZT-M組與QNZT-H組大鼠各指標(biāo)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,表明QNZT可降低偏頭痛大鼠行為學(xué)評分、腦組織NO水平,升高其腦組織5-HT水平、痛覺閾值,減輕偏頭痛癥狀,并在一定劑量范圍內(nèi)呈劑量依賴性,進(jìn)一步證實了以前的研究結(jié)果。

        研究發(fā)現(xiàn),NF-κB 信號通路參與偏頭痛發(fā)病機制,NF-κB由p65與p50以不同形式存在的異源二聚體,活化后的NF-κB p65 由胞漿轉(zhuǎn)入胞核發(fā)揮生物學(xué)活性,進(jìn)一步激活iNOS,使腦血管擴張,血漿外滲,誘發(fā)神經(jīng)性無菌性炎癥,NO、TNF-α、COX2 等可作為NF-κB信號通路上游促炎因子刺激NF-κB信號通路激活。蒲玉婷等研究報道,顱痛顆??赡芡ㄟ^下調(diào)NTG 致偏頭痛大鼠腦干組織IL-1β、TNF-α、COX-2 表達(dá),改善偏頭痛大鼠行為學(xué)改變,但QNZT是否可調(diào)控偏頭痛大鼠腦組織NF-κB p65/iNOS/COX2 信號傳導(dǎo)目前還不清楚。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與NC 組比較,M 組大鼠腦組織NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量升高;與M 組比較,QNZT-L 組、QNZT-M 組、QNZT-H 組大鼠腦組織中NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量降低,QNZT-M 組、QNZT-H組大鼠腦組織中NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量低于QNZT-L 組,QNZT-M 組與QNZT-H 組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,表明QNZT 可降低NF-κB p65、iNOS、COX2 蛋白表達(dá)量,抑制NF-κB p65/iNOS/COX2信號通路激活,緩解NTG 致大鼠偏頭痛癥狀,升高其痛覺閾值,并在一定劑量范圍內(nèi)呈劑量依賴性。

        綜上所述,QNZT 可降低NO 水平、升高5-HT 水平,緩解偏頭痛大鼠頭痛發(fā)作,升高其痛覺閾值,改善其臨床癥狀,并在一定劑量范圍內(nèi)呈劑量依賴性,抑制NF-κB/iNOS/COX2 信號通路激活可能是其藥理機制。但NF-κB/iNOS/COX2 通路涉及信號因子較多,本研究未能一一檢測各因子表達(dá)變化,尚存在不足,有待進(jìn)一步深入探究。

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