毛明江,李秋穎,鄭燕飛,翁志偉,羅 杰,郭 瑩
(浙江中醫(yī)藥大學,浙江 杭州 310053)
缺血性腦卒中具有發(fā)病率高等特點,是導(dǎo)致死亡和長期致殘的主要原因之一[1],給家庭和社會帶來沉重的負擔[2],因此,探尋治療腦缺血的有效藥物迫在眉睫。中醫(yī)多以中藥配伍的形式進行疾病的防治[3-4],藥對是最簡單的中藥配伍形式,被歷代醫(yī)家廣泛應(yīng)用。近年來,在腦缺血損傷的防治研究中發(fā)現(xiàn),中藥藥對的合理運用,可實現(xiàn)中藥復(fù)方的優(yōu)化組合,明顯減輕缺血半暗帶腦組織的損傷以及腦缺血再灌注引起的損傷[5-6]。
川芎(Ligusticum wallichii)具有活血化瘀[7]、抗氧化、神經(jīng)保護[8]等作用,廣泛用于腦缺血的治療,療效確切。防風為傘形科植物防風Saposhnikovia divaricata(Turcz.)Schisck 的干燥塊根,具有解表祛風、抗炎抗菌、活血化瘀[9]、抗氧化[10]等作用。前期研究中,對中華醫(yī)典5.0 系統(tǒng)中治療腦中風的古代方劑進行頻數(shù)分析和關(guān)聯(lián)分析,川芎-防風為古代治療腦中風的最常用藥對之一[11]。目前對于川芎-防風藥對配伍治療腦中風的實驗研究尚未見報道,兩者是否存在協(xié)同作用?協(xié)同作用機制如何?是目前要探究的關(guān)鍵問題。本研究從川芎-防風藥對體外抗氧化及體內(nèi)抗腦缺血性損傷兩方面開展實驗,探究兩者是否通過清除自由基和抗氧化作用協(xié)同起效。
1.1 動物 SPF 級SD 大鼠,雄性,體質(zhì)量(280±20)g,購自浙江中醫(yī)藥大學動物實驗研究中心,實驗動物使用許可證號SYXK(浙)2018-0012。
1.2 藥物與試劑 川芎、防風(浙江天道醫(yī)藥有限公司;批號分別為181003、180902);95%乙醇(無錫市晶科化工有限公司,分析純,批號20170502);1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH,上海 源葉生物科技有限公司,批號W10A8E33599);超氧化物歧化酶(SOD,批號20181029)、丙二醛(MDA,批號20181029)、乳酸(LD,批號20181107)、乳酸脫氫酶(LDH,批號20181031)、蛋白定量檢測試劑盒(批號20181018)、2,3,5-三苯基氯化四氮唑(2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride,TTC,批號BCBR5462)均購自南京建成生物工程研究所;其余試劑均為分析純。
1.3 儀器 HWS26 電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科學儀器有限公司);SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司);RE-52 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海嘉鵬科技有限公司);Spectra Max M3 酶標儀(美國MD 公司)。
2.1 川芎、防風單用及合用對DPPH 自由基清除率的影響
2.1.1 供試品溶液的配制 精密稱取川芎、防風單煎及合煎所用藥材5 g,單煎和合煎組中川芎和防風的質(zhì)量配比分別為0∶1、1∶4、1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、1∶0,分別加入70% 乙醇50 mL,80 ℃回流提取1 h,濾過,即得(0.1 g/mL)。
2.1.2 DPPH 自由基清除率測定 分別精密移取“2.1.1”中的供試品溶液800 μL,加入70%乙醇至2 mL,混勻,稀釋2.5 倍,精密移取20 μL 于96 孔板中,再加入180 μL 50 mg/mL DPPH 溶液,以70%乙醇作空白對照,避光反應(yīng)30 min,于517 nm 處測定吸光度,計算清除率,公式為[(OD2-OD1)/(OD2-0.036)] ×100%,其中OD1為樣品與DPPH 反應(yīng)后在517 nm 處的吸光度,OD2為70%乙醇與DPPH 反應(yīng)后在517 nm 處的吸光度。
2.1.3 精密度試驗 精密移取上述供試品溶液各20 μL,加入DPPH,按“2.1.2”項下方法于517 nm 波長處測定吸光度,計算清除率,結(jié)果見表1,可知儀器精密度良好。
表1 酶標法精密度試驗結(jié)果
2.1.4 穩(wěn)定性試驗 精密移取上述供試品溶液各20 μL,于0、2、4、6 h 按“2.1.2”項下方法在517 nm 波長處測定吸光度,計算清除率,結(jié)果見表2,可知6 h 內(nèi)樣品穩(wěn)定性良好。
表2 酶標法穩(wěn)定性試驗結(jié)果
2.2 川芎、防風單用及合用對大鼠腦缺血再灌注損傷的影響
2.2.1 分組與給藥 分別稱取川芎90 g、防風90 g、川芎和防風各45 g,70%乙醇浸泡30 min 后回流提取2 次,提取液濃縮至0.4 g/mL。將60 只雄性SD 大鼠隨機分為假手術(shù)組、模型組、川芎組(4 g/kg)、防風組(4 g/kg)、川芎防風合用組(4 g/kg),每組12 只,再灌注同時灌胃給藥,每天1 次,連續(xù)7 d,假手術(shù)組和模型組灌胃等量的生理鹽水。
2.2.2 大鼠大腦中動脈栓塞模型(MCAO)的建立 將稱重后的大鼠用10%水合氯醛(350 mg/kg)腹腔注射麻醉,Longa 線栓法[12]制備MCAO 模型。缺血1 h 后松開動脈夾行再灌注,若蘇醒后的大鼠出現(xiàn)同側(cè)Honor 癥和對側(cè)前肢提爪,則表示造模成功。
2.2.3 大鼠神經(jīng)功能評分 參考Longa[12]5 分制評分標準,在大鼠再灌注第7 天觀察并記錄神經(jīng)功能缺損癥狀,再進行評分。
2.2.4 大鼠腦梗死率計算 第8 天大鼠斷頭取腦,用生理鹽水漂洗,吸干表面的水分并速凍20 min,作冠狀切片,TTC 溶液38 ℃孵育10 min,利用Image J 軟件計算腦梗死面積和全腦面積,計算出腦梗死面積百分比,腦梗死面積百分比=(梗死面積/全腦面積)×100%。
2.2.5 腦缺血氧化損傷相關(guān)指標檢測 取大鼠缺血側(cè)腦組織制備10%組織勻漿,3 000 r/min 離心10 min,取上清液,按照試劑盒說明書測定腦組織SOD、MDA、LD、LDH水平。
2.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 17.0 軟件進行分析,數(shù)據(jù)以()表示,多組間比較采用單因素方差分析(One way ANOVA),組間兩兩比較采用LSD 檢驗。以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。
3.1 川芎、防風單用及合用對DPPH 自由基清除率的影響如圖1 所示,在8~26.8 mg/mL 范圍內(nèi),川芎對DPPH自由基的清除率隨川芎比例增加而逐漸增大,隨后保持穩(wěn)定;在13.2~32 mg/mL 范圍內(nèi),防風對DPPH 自由基的清除率隨防風比例增加而逐漸增大;川芎防風比例為1∶4、1∶3、1∶2、1∶1 時,對DPPH 清除率具有較好的協(xié)同作用,其中以1∶2、1∶1 時協(xié)同作用更為明顯。
圖1 各組DPPH 清除率(n=3)
3.2 各給藥組對腦缺血大鼠神經(jīng)功能和腦梗死面積百分比的影響 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠神經(jīng)功能評分及腦梗死面積百分比增加;給藥組可改善神經(jīng)功能缺損癥狀,降低腦梗死面積百分比(P<0.01);合用組優(yōu)于川芎組、防風組(P<0.01)。見圖2、表3。
表3 各組大鼠神經(jīng)功能評分及腦梗死面積百分比()
表3 各組大鼠神經(jīng)功能評分及腦梗死面積百分比()
注:與假手術(shù)組比較,##P<0.01;與模型組比較,**P<0.01;與川芎組比較,△△P<0.01;與防風組比較,☆☆P<0.01。
圖2 TTC 染色后各組腦切片
3.3 腦組織中腦缺血氧化應(yīng)激指標
3.3.1 各組大鼠腦組織中SOD 水平 如圖3 所示,與假手術(shù)組比較,模型組大鼠腦組織中SOD 水平降低(P <0.01);與模型組比較,給藥組SOD 水平升高(P<0.01);與防風組比較,合用組SOD 水平升高(P<0.05)。
圖3 各組大鼠腦組織中SOD 水平(n=9)
3.3.2 各組大鼠腦組織中MDA 水平 如圖4 所示,與假手術(shù)組比較,模型組大鼠腦組織中MDA 水平升高(P <0.01);與模型組比較,給藥組MDA 水平降低(P<0.01);與防風組比較,合用組MDA 水平降低(P<0.05)。
圖4 各組大鼠腦組織中MDA 水平(n=9)
3.3.3 各組大鼠腦組織中LDH 水平 如圖5 所示,與假手術(shù)組比較,模型組大鼠腦組織中LDH 水平升高(P <0.01);與模型組比較,給藥組LDH 水平降低(P<0.01);與防風組和川芎組比較,合用組LDH 水平降低(P <0.05)。
圖5 各組大鼠腦組織中LDH 水平(n=9)
3.3.4 各組大鼠腦組織中LD 水平 如圖6 所示,與假手術(shù)組比較,模型組大鼠腦組織中LD 水平升高(P<0.01);與模型組比較,給藥組LD 水平降低(P<0.01);與川芎組和防風組比較,合用組LD 水平降低(P<0.05,P<0.01)。
圖6 各組大鼠腦組織中LD 水平(n=9)
DPPH 是一種穩(wěn)定的深紫色自由基,通過測定待測物質(zhì)與DPPH 反應(yīng)后顏色變淺程度來反映該物質(zhì)清除自由基的能力和抗氧化能力[13]。川芎-防風比例為1∶2 和1∶1時,兩者合用對DPPH 自由基的清除表現(xiàn)出較好的協(xié)同作用,表明川芎-防風在這兩種配伍比例下具有較好的體外抗氧化協(xié)同作用,可為動物體內(nèi)實驗提供配伍比例依據(jù)。
腦缺血再灌注損傷是一個復(fù)雜的級聯(lián)反應(yīng)過程,其發(fā)生機制由多種因素共同參與,如過多自由基生成、凋亡基因激活、炎癥反應(yīng)等一系列病理變化,各因素相互影響,最終導(dǎo)致細胞凋亡或壞死,出現(xiàn)腦神經(jīng)功能缺損等癥狀[2]。腦缺血再灌注發(fā)生時,局部缺血引發(fā)了活性氧簇的大量產(chǎn)生[14]。SOD 為人體最重要的抗氧化酶之一,過多的氧自由基會消耗大量的SOD,使其活性降低。SOD 活性下降可導(dǎo)致腦內(nèi)氧自由基大量堆積,進而攻擊生物膜中不飽和脂肪酸,導(dǎo)致MDA(脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物)大量產(chǎn)生[15-17],從而使機體氧化功能紊亂。LDH 是一種和葡萄糖代謝相關(guān)的酵素,廣泛存在于身體器官組織中。腦缺血發(fā)生時,細胞膜因受到損傷而通透性增加,LDH 釋放到膜外。由于氧供應(yīng)被阻斷,腦組織細胞只能通過無氧代謝獲取能量,產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物LD[18]。
腦缺血動物實驗表明,川芎、防風及合用均可改善腦缺血大鼠神經(jīng)功能的缺損癥狀、降低腦梗死率、提高腦組織中SOD 水平,降低MDA、LD 和LDH 水平,且川芎-防風合用在抗大鼠腦缺血再灌注損傷方面具有一定的協(xié)同效果,其機制可能與清除自由基發(fā)揮抗氧化作用有關(guān)。