陳秋欣,孔 瑩,于婷婷,張 瑜,劉 鵬,張 鑫
1 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江哈爾濱 150040;2 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江哈爾濱 150001;3 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院,黑龍江哈爾濱 150001;4 深圳市寶安中醫(yī)院(集團(tuán)),廣東深圳518133
腦出血(intracerebral hemorrhage,ICH)是卒中的亞型之一,占全部卒中類型的15%~20%,其死亡率和病殘率較高[1-2]。隨著人口老齡化速度的加快,其發(fā)病率持續(xù)上升[3]。腦出血后多數(shù)患者遺留有運(yùn)動(dòng)、語(yǔ)言、感覺(jué)、吞咽功能的障礙,嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。盡管近些年關(guān)于腦出血治療的臨床和實(shí)驗(yàn)研究有所增加,但仍未找到有效的治療方法[4]。目前多項(xiàng)研究表明,血腫本身引起的機(jī)械性損傷、血腫分解產(chǎn)物的繼發(fā)性毒性及炎性損傷是腦出血最主要的病理、生理改變[5-10]。腦出血后血紅蛋白破入到腦局部引起繼發(fā)性血腦屏障破壞,局灶性水腫以及神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞凋亡等[11]。同時(shí),腦出血引起的氧化損傷可以繼續(xù)激活腦組織中炎癥反應(yīng),導(dǎo)致大量細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)釋放。血紅素氧化酶1(heme oxygenase 1,HO-1)是一種抗氧化酶,在氧化應(yīng)激發(fā)生時(shí)起到清除氧自由基片段的作用[12-13]。核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)在腦出血炎性反應(yīng)中起中心調(diào)控作用,多種炎性因子如白介素6(Interleukin-6,IL-6)、白介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等均為其下游因子,與神經(jīng)細(xì)胞凋亡關(guān)系緊密[14]。
我們既往研究顯示,針刺百會(huì)透曲鬢穴可以抑制TLR-4、NF-κB 蛋白的表達(dá),降低血腫組織中促炎因子TNF-α、IL-6 的含量,減輕腦出血后炎性損傷,改善大鼠神經(jīng)功能缺損,發(fā)揮腦保護(hù)作用[15-17]。但從HO-1 與炎性因子角度討論針刺對(duì)腦出血的保護(hù)作用的研究較少。本實(shí)驗(yàn)采用針刺百會(huì)透曲鬢穴干預(yù)腦出血大鼠,觀察針刺對(duì)血腫組織HO-1、NF-κB、IL-1β、TGF-β 蛋白表達(dá)影響,探討針刺治療腦出血的保護(hù)機(jī)制。
健康SPF 級(jí)雄性Wistar 大鼠,8 周齡,體質(zhì)量(300±20)g[吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,動(dòng)物許可證號(hào)SCXK(吉)2013-0004]。動(dòng)物于人工控制條件下,溫度(22±3)℃、相對(duì)濕度(60±5)%、12/12明暗變化條件下飼養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)遵循科技部頒布的《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見(jiàn)》相關(guān)規(guī)定。
HO-1多克隆抗體(bs-0827R-1,上海振譽(yù)生物科技有限公司,中國(guó));NF-κB兔多克隆抗體(BM3940,武漢博士德生物有限公司);IL-1β 多克隆抗體(70-ab33591-200,杭州聯(lián)科生物技術(shù)股份有限公司,中國(guó));TGF-β 多克隆抗體(70-ab35829-050,杭州聯(lián)科生物技術(shù)股份有限公司,中國(guó));立體定位儀(ST-5ND-C,中國(guó)成都儀器廠);電泳儀(DYY-7C,北京六一生物科技有限公司)。
參照文獻(xiàn)[18]制作腦出血大鼠模型。將大鼠用1%戊巴比妥鈉(50 mg/kg)腹腔注射麻醉,俯臥位固定于立體定位儀上,備皮消毒,正中切口,骨膜剝離器剝離骨膜,暴露前囟及冠狀縫,取前囟點(diǎn)(Bregma 點(diǎn))右旁開(kāi)3.5 mm,后0.2 mm 定點(diǎn),用牙科鉆鉆直徑為1.0 mm 的圓孔,深達(dá)硬腦膜表面,鼠尾酒精消毒,距尾端3 cm 處剪斷鼠尾,用微量注射器取血50 μL,將微量注射器固定于立體定位儀上,沿鉆孔進(jìn)針約6 mm,將未肝素化的血液50 μL以20 μL/min速度推進(jìn)尾殼核,留針約5 min,緩慢出針。留針期間酒精棉球包扎鼠尾斷端傷口,術(shù)后局部噴灑慶大霉素,用牙科水泥封閉顱骨傷口,縫合頭皮,局部皮膚采用碘酚消毒。假手術(shù)組動(dòng)物接受類似模型組的各項(xiàng)手術(shù)操作,但不進(jìn)行注血。造模完成至大鼠清醒后,采用Berderson 評(píng)分法[19]確定動(dòng)物成功模型。評(píng)分1~3分的大鼠納入實(shí)驗(yàn)。
將108 只大鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為假手術(shù)組、模型組、針刺組。每組按1、3、7 d時(shí)間點(diǎn)再分為3個(gè)亞組,每組各12 只。①假手術(shù)組:接受類似模型組的各項(xiàng)手術(shù)操作,但不進(jìn)行注血制作。②模型組:僅接受腦出血模型制作,不進(jìn)行任何干預(yù)。③針刺組:制作腦出血模型。造模后12 h 開(kāi)始治療。參照《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》[20]選取大鼠百會(huì)穴、患側(cè)曲鬢穴,采取百會(huì)(頂骨正中)穴透刺曲鬢穴(右眶外緣與右外耳門連線的后2/3),手持針灸針(0.30 mm×25 mm,蘇州安迪)快速進(jìn)針,并向右下方曲鬢穴透刺,進(jìn)針深度20 mm,以100 r/min小幅度捻轉(zhuǎn)。每間隔5 min捻針1 次,每次持續(xù)捻轉(zhuǎn)5 min,共留針30 min,每日1次。
術(shù)后1、3、7 d,對(duì)各組大鼠進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)評(píng)價(jià),各組取6 只大鼠行HE 染色檢測(cè)腦組織病理?yè)p傷,取6 只大鼠行Western blot 檢測(cè)腦組織HO-1、NF-κB、IL-1β、TGF-β蛋白表達(dá)。
1.5.1 神經(jīng)行為學(xué)評(píng)價(jià) 采用改良的神經(jīng)功能缺損評(píng)分(modified Neurological Severity Score,mNSS)對(duì)3組大鼠的神經(jīng)功能損傷進(jìn)行檢測(cè)[21-22]。
1.5.2 HE 染色檢測(cè)腦組織病理?yè)p傷 灌注后,取注血中心點(diǎn)前后2 mm的大鼠腦組織,包埋,冠狀切片,厚4 μm,每隔2 mm連續(xù)切6個(gè)腦片,HE染色,光鏡下觀察病理?yè)p傷。
1.5.3 Western blot 檢測(cè)腦組織HO-1、NF-κB、IL-1β、TGF-β 蛋白表達(dá) 從-80 ℃冰箱取各組的腦組織,將腦組織勻漿離心后取上清液,采用BCA 法測(cè)定蛋白量。30 μL 處理后的蛋白樣品采用12%聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PACE)轉(zhuǎn)移至聚偏氟乙烯(PVDF)膜,以標(biāo)準(zhǔn)蛋白Maker 為參照,5%脫脂奶粉封閉,相應(yīng)條帶分別加入HO-1(1∶500)、NF-κB(1∶1 000)、IL-1β(1∶500)、TGF-β(1∶500),4 ℃孵育過(guò)夜。顯色完成后,將硝酸纖維素膜移至蒸餾水中終止顯色。用濾紙將膜吸干,避光放置20 min 后,將膜置于掃描儀中掃描,用凝膠圖像處理系統(tǒng)(Gel-Pro-Analyzer軟件)分析目標(biāo)條帶的光密度值。
數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,計(jì)量資料服從正態(tài)分布均以()表示。各時(shí)間組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
評(píng)分前所有大鼠mNSS 評(píng)分均為0 分。假手術(shù)組術(shù)后無(wú)明顯神經(jīng)功能缺損表現(xiàn)。模型組大鼠于1 d時(shí)已表現(xiàn)出神經(jīng)功能缺損癥狀,3 d和7 d時(shí)仍有明顯神經(jīng)缺損癥狀;與模型組相比,針刺組各時(shí)間大鼠神經(jīng)功能評(píng)分明顯降低(P<0.01)。見(jiàn)表1。
表1 3組mNSS評(píng)分比較()Table 1 Comparison of mNSS scores of rats in three groups()
表1 3組mNSS評(píng)分比較()Table 1 Comparison of mNSS scores of rats in three groups()
注:與假手術(shù)組比較,1)P<0.01;與模型組比較,2)P<0.01。Notes:Compared with the sham operation group,1)P<0.01;compared with the model group,2)P<0.01.
1、3、7 d時(shí)間點(diǎn),假手術(shù)組大鼠基底節(jié)區(qū)可見(jiàn)正常的神經(jīng)細(xì)胞及膠質(zhì)細(xì)胞。模型組大鼠在造模1 d后可見(jiàn)出血灶;術(shù)后3 d 出血灶增大,腦組織病理結(jié)構(gòu)破壞明顯;術(shù)后7 d 可見(jiàn)血腫范圍減少。與模型組相比,各時(shí)間點(diǎn)針刺組出血灶范圍縮小,腦組織病理結(jié)構(gòu)破壞程度降低。見(jiàn)圖1。
圖1 3組大鼠HE染色結(jié)果Figure 1 HE staining results of rats in three groups
假手術(shù)組可見(jiàn)HO-1 弱陽(yáng)性表達(dá)。模型組HO-1 蛋白表達(dá)增高,于3 d 時(shí)間點(diǎn)相對(duì)表達(dá)最多。與模型組相比,于3、7 d 時(shí)間點(diǎn)針刺組HO-1 蛋白表達(dá)明顯升高(P<0.05)。見(jiàn)圖2。
圖2 3組大鼠腦組織HO-1 Western blot結(jié)果Figure 2 HO-1 Western blot results of brain tissue of rats in three groups
假手術(shù)組均可見(jiàn)NF-κB、TGF-β 和IL-1β 弱陽(yáng)性表達(dá);各時(shí)間點(diǎn)模型組NF-κB、TGF-β和IL-1β蛋白表達(dá)明顯增高,于3 d 時(shí)間點(diǎn)相對(duì)表達(dá)最多;與模型組相比,針刺組在1、3、7 d 時(shí)間點(diǎn)NF-κB、TGF-β和IL-1β蛋白表達(dá)明顯降低(P<0.05)。見(jiàn)圖3~5。
圖3 3組大鼠腦組織NF-κB Western blot結(jié)果Figure 3 NF-κB Western blot results of brain tissue of rats in three groups
圖4 3組大鼠腦組織TGF-β Western blot結(jié)果Figure 4 TGF-β Western blot results of brain tissue of rats in three groups
圖5 3組大鼠腦組織IL-1β Western blot結(jié)果Figure 5 IL-1β Western blot results of brain tissue of rats in three groups
腦出血屬于中醫(yī)“中風(fēng)”范疇,針灸治療中風(fēng)在臨床應(yīng)用多年,并取得較好的臨床療效[23]。一項(xiàng)Meta 分析表明針灸治療腦出血急性期療效肯定[24]。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,已有扁鵲取穴三陽(yáng)五會(huì)即百會(huì)穴用來(lái)治病的案例。古籍《乾坤生意》中對(duì)于中風(fēng)病的治療無(wú)論是風(fēng)邪入腑還是風(fēng)邪入臟均選用百會(huì)穴治療。曲鬢穴,屬足少陽(yáng)膽經(jīng)。采用百會(huì)透刺曲鬢穴,這一穴區(qū)橫跨頂、額、顳3 區(qū),此區(qū)內(nèi)含督脈、足太陽(yáng)膀胱經(jīng)及足少陽(yáng)膽經(jīng),其經(jīng)絡(luò)調(diào)節(jié)可縱貫全身,主治中風(fēng)、腦病、感覺(jué)不利等。臨床研究亦表明針刺百會(huì)透曲鬢穴能夠改善中風(fēng)患者的神經(jīng)功能缺損程度,提高臨床療效[25]。實(shí)驗(yàn)研究也表明早期針刺能促進(jìn)血管新生及神經(jīng)再生,且較長(zhǎng)針刺時(shí)間對(duì)腦出血后血腦屏障有正向保護(hù)作用,說(shuō)明針刺能夠起到腦保護(hù)的作用[26-27]。
腦出血后腦損傷的病理生理機(jī)制十分復(fù)雜,目前主要分為原發(fā)性損害和繼發(fā)性損害。原發(fā)性損害是指血腫對(duì)局部腦組織破壞,繼發(fā)性損害是指腦出血后腦組織對(duì)血腫及其釋放的血酶、血紅蛋白等化學(xué)物質(zhì),進(jìn)一步導(dǎo)致腦組織水腫、炎性反應(yīng)以及細(xì)胞凋亡等[28-29]。腦出血后,大量血紅蛋白破入腦實(shí)質(zhì),血紅素作為血紅蛋白分解產(chǎn)物能夠產(chǎn)生氧自由基和氧化應(yīng)激反應(yīng),介導(dǎo)神經(jīng)元死亡[30]。
作為人體內(nèi)血紅蛋白分解產(chǎn)物——血紅素分解的限速酶,HO-1 發(fā)揮著重要作用,諸多研究均已證實(shí),通過(guò)不同藥物或途徑激活HO-1 的活性,均能使其炎癥損傷減輕,反之,抑制其活性則能夠加重神經(jīng)損傷[31-32]。目前對(duì)于HO-1 在腦出血中作用仍存在爭(zhēng)議,WANG 等[33]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HO-1 在腦出血中同時(shí)發(fā)揮抗氧化和促氧化作用。腦出血后第1~7天HO-1表達(dá)的增加起到了保護(hù)作用,而7 d后HO-1 的過(guò)度表達(dá)則可加重神經(jīng)功能損傷。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在腦出血早期即可觸發(fā)HO-1 的神經(jīng)保護(hù)作用,可能與HO-1 誘導(dǎo)的Nrf2 和NF-κB 進(jìn)入細(xì)胞核的調(diào)節(jié)有關(guān)[34]。亦有研究表明HO-1通過(guò)抑制炎癥因子的表達(dá)來(lái)抑制NF-κB 的活化[35]。由此可見(jiàn),HO-1與NF-κB 及相關(guān)炎性因子存在緊密又復(fù)雜的關(guān)系。
多年來(lái),炎性反應(yīng)一直是腦出血的重要病理生理機(jī)制[36-37],作為具有多種功能且廣泛存在的一種核轉(zhuǎn)錄因子,NF-κB 靜息狀態(tài)下無(wú)活性狀態(tài),當(dāng)機(jī)體受到如應(yīng)激反應(yīng)、炎癥、細(xì)胞因子等刺激后,NFκB 即可解除抑制而被活化釋放,迅速進(jìn)入細(xì)胞核,啟動(dòng)特異靶基因的轉(zhuǎn)錄。可將NF-κB 看作炎癥介質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)開(kāi)關(guān),能夠觸發(fā)多種細(xì)胞因子和黏附分子等的表達(dá),如IL-1β、TNF-α、TGF-β、IL-6等[38-39]。多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明炎癥反應(yīng)介質(zhì)IL-1β、TGF-β與腦出血后繼發(fā)性腦損害密切相關(guān)[40-45]。
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)mNSS 評(píng)分法觀察到模型組腦出血大鼠各時(shí)間點(diǎn)(1、3、7 d)出現(xiàn)不同程度神經(jīng)功能缺損癥狀,在術(shù)后第3 天時(shí)模型組大鼠神經(jīng)缺損癥狀相對(duì)最重,評(píng)分最高。直至術(shù)后7 d大鼠神經(jīng)功能缺損癥狀減輕。針刺組大鼠各時(shí)間點(diǎn)(1、3、7 d)神經(jīng)功能評(píng)分與模型組相比明顯降低,說(shuō)明針刺能夠降低腦出血大鼠神經(jīng)功能評(píng)分,改善神經(jīng)功能缺損表現(xiàn)。模型組造模1 d 后出現(xiàn)血腫,周圍組織破壞明顯,術(shù)后3 d 可見(jiàn)出血灶范圍增大,7 d 時(shí)出血灶減小,腦組織水腫減輕;針刺組大鼠在各時(shí)間點(diǎn)與模型組比較病變程度均有所減輕,說(shuō)明針刺可以有效地減輕腦出血大鼠的腦組織病理炎性損傷。Western blot 結(jié)果可見(jiàn)模型組HO-1、NF-κB、IL-1β、TGF-β蛋白表達(dá)均不同程度增高,相比模型組而言,針刺組各時(shí)間點(diǎn)(1、3、7 d)HO-1 蛋白表達(dá)增高,與模型組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說(shuō)明針刺可以促進(jìn)HO-1的表達(dá);而針刺組各時(shí)間點(diǎn)(1、3、7 d)NF-κB、IL-1β、TGF-β 蛋白表達(dá)明顯減少,與模型組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說(shuō)明針刺能夠抑制NF-κB、IL-1β、TGF-β蛋白表達(dá)。
綜上,針刺百會(huì)透曲鬢穴可能通過(guò)上調(diào)HO-1的表達(dá),抑制NF-κB、IL-1β、TGF-β 蛋白表達(dá),降低病理炎癥損傷,改善神經(jīng)功能缺損表現(xiàn),發(fā)揮腦保護(hù)作用。但針刺如何通過(guò)HO-1調(diào)控NF-κB介導(dǎo)的信號(hào)通路及其下游因子表達(dá),以及HO-1 在腦出血中具體發(fā)揮什么樣的作用,仍需要人們進(jìn)一步的深入研究,以期為臨床改善腦出血患者的治療找到新的思路。