曹洪濤,于學(xué)平,戴曉紅,滕 偉,匡炳霖,于薇薇,李明月,鄒 偉△
(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150040)
腦出血(Intracerebral Hemorrhage,ICH)是卒中患者預(yù)后最差的疾病之一,全球范圍內(nèi)發(fā)病率約為24.6/100 000,且發(fā)病早期死亡率極高,幸存者多遺留有運(yùn)動(dòng)、感覺、語言等不同類別、不同程度的功能障礙,支持性護(hù)理是目前治療本病的主要方法[1-3]。ICH發(fā)生后的最初幾個(gè)小時(shí)由于血腫或水腫壓迫造成原發(fā)性腦損傷,引起占位效應(yīng)和顱內(nèi)壓升高,從而導(dǎo)致腦疝和死亡。繼發(fā)性腦損傷是由小膠質(zhì)細(xì)胞激活引起的,小膠質(zhì)細(xì)胞會驅(qū)動(dòng)促炎、氧化和細(xì)胞毒性級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞死亡和功能障礙[4]。小膠質(zhì)細(xì)胞作為關(guān)鍵的先天免疫細(xì)胞,在應(yīng)對急性腦損傷時(shí),激活后的小膠質(zhì)細(xì)胞可以動(dòng)態(tài)地和暫時(shí)地改變它們的表型,發(fā)展成經(jīng)典激活(M1型,產(chǎn)生促炎介質(zhì))或替代激活(M2型,產(chǎn)生抗炎介質(zhì))表型,被認(rèn)為是對ICH等各種急性腦損傷做出反應(yīng)的第一個(gè)非神經(jīng)元細(xì)胞[4-6]。最初發(fā)生腦出血等急性腦損傷時(shí),M1型小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞在損傷區(qū)域占據(jù)主導(dǎo)地位,并產(chǎn)生大量IL-1β等促炎因子,促進(jìn)炎癥反應(yīng)加劇腦損傷[7]。
筆者先前研究表明,針刺百會透曲鬢穴可以抑制Mincle、Syk、CARD9的免疫反應(yīng)和蛋白表達(dá),降低腦組織中促炎因子IL-1β的含量,減輕腦出血后炎性損傷,改善腦出血后的神經(jīng)功能障礙[8]。但從針刺能否抑制激活后M1型小膠質(zhì)細(xì)胞方面探討針刺對腦出血腦保護(hù)作用的研究較少。本實(shí)驗(yàn)以M1型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物(CD86、iNOS)及炎癥因子(IL-1β)作為觀察指標(biāo),觀察針刺對腦出血大鼠M1型小膠質(zhì)細(xì)胞及炎癥的影響,探討本法治療腦出血的作用機(jī)制。
本研究選取的147只體質(zhì)量為(280±20)g、年齡為7~8周的健康成年雄性Sprague-Dawley大鼠,均購買于黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)[證書編號:SCXK(黑龍江)2017-004],所有大鼠可自由獲得潔凈水源和標(biāo)準(zhǔn)食物,并在溫度(20±2)℃和濕度(50±5)%可控的動(dòng)物房中進(jìn)行12 h光照/黑暗周期飼養(yǎng)。所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均已獲得黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物倫理委員會的批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號:2020-09-24-01)。并依據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院的動(dòng)物護(hù)理和使用指南進(jìn)行。
1.2.1 儀器 立體定位儀(ST-5ND-C,中國成都儀器廠);臺式牙鉆機(jī)(307-6型,中國上海齒科醫(yī)械廠);電泳儀(DYY-7C,北京六一儀器廠);石蠟包埋機(jī)(JB-L5,武漢俊杰電子有限公司)。
1.2.2 試劑 CD86多克隆抗體(bs-1035R,北京博奧森生物技術(shù)有限公司,中國);iNOS多克隆抗體[ab49999,艾博抗(上海)貿(mào)易有限公司,中國];白介素1β(IL-1β) ELISA檢測試劑盒(WLE03,沈陽萬類生物科技有限公司,中國)。
隨機(jī)將147只大鼠分為假手術(shù)組、模型組及針刺組,每組49只,將所有組分為4個(gè)亞組,6 h組(n=10)、1 d組(n=10)、3 d組(n=19)和7 d組(n=10),分別在治療后6 h、1 d、3 d和7 d時(shí),各亞組均取10只大鼠評定各組大鼠改良的神經(jīng)功能缺損評分,然后處死大鼠,取腦組織樣本進(jìn)行HE染色,評價(jià)針刺對腦組織病理損傷及神經(jīng)功能的影響;3 d時(shí)各組大鼠相關(guān)治療結(jié)束后,空白組、模型組及針刺組均取9只大鼠腦組織樣本,進(jìn)行Western blot檢測(每組3只)、免疫熒光染色(每組3只)及ELISA試劑盒檢測(每組3只),評價(jià)針刺對M1型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物的影響。
將小鼠通過腹膜內(nèi)注射2 %戊巴比妥鈉(40 mg / kg)麻醉后,固定在立體定位儀中。用牙鉆(前囟點(diǎn)后0.2 mm,右側(cè)3.5 mm)鉆一個(gè)毛刺孔(直徑1 mm),直到到達(dá)腦膜。從大鼠尾靜脈采集50 μL自體血,然后將微量注射器在立體定位儀上固定,將針頭沿鉆孔進(jìn)針約6 mm,以20 μL/min速度注射到尾狀核,5 min后緩慢取出微量注射器。然后用牙科水泥封住穿刺口,縫合皮膚,最后對傷口進(jìn)行包扎和消毒。假手術(shù)組進(jìn)行腦出血模型制備的各項(xiàng)手術(shù)操作,但不注血。造模完成后,待大鼠清醒,依據(jù) Berderson 評分法[9]對造模后大鼠進(jìn)行評分。評分1~3分的大鼠被作為腦出血成功模型,納入實(shí)驗(yàn)。
1.5.1 假手術(shù)組 進(jìn)行腦出血模型制備的各項(xiàng)手術(shù)操作,但不注血。
1.5.2 模型組 僅進(jìn)行腦出血模型制作,不做任何干預(yù)治療。
1.5.3 針刺組 造模成功后12 h,對大鼠進(jìn)行針刺治療。針刺部位參照《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》[10]選取大鼠百會穴(頂骨正中)及大鼠曲鬢穴(患側(cè))(右眶外緣與右外耳門連線的后2/3)。操作方法:選用規(guī)格為0.30 mm×25 mm的一次性使用針灸針(華佗;蘇州)從百會穴透刺至患側(cè)曲鬢穴,然后選用經(jīng)過至少24 h訓(xùn)練的針灸醫(yī)師將針以(190±10)r/min 的速度進(jìn)行左右交替旋轉(zhuǎn),持續(xù)刺激5 min后休息5 min,連續(xù)治療3次。
1.6.1 神經(jīng)行為學(xué)評價(jià) 選用改良的神經(jīng)功能缺損評分[11](modified Neurological Severity Score,mNSS)評價(jià)各組大鼠神經(jīng)功能。
1.6.2 HE染色 灌注后,切取大鼠出血部位中心位置前后2 mm的腦組織,包埋,切取4 μm厚的組織切片,HE染色,高倍鏡觀察病理損傷。
1.6.3 Westernblot檢測腦組織CD86、iNOS蛋白表達(dá) 取凍存于-80 ℃冰箱的各組腦組織,將腦組織勻漿離心后分離上清取上清液,經(jīng)BCA法測定蛋白濃度。20 μL處理后的蛋白樣品加入電泳槽中進(jìn)行電泳,轉(zhuǎn)膜,5 %脫脂奶粉封閉,相應(yīng)條帶分別加入一抗CD86(1∶1 000)、iNOS(1∶500),4 ℃孵育過夜。漂洗好PVDF膜后加入二抗(1∶5 000),37 ℃孵育45 min。洗滌后緩慢搖動(dòng)洗滌5 min×6次,濾紙吸干水分后,靜置反應(yīng)5 min,最后將膠片進(jìn)行掃描,用凝膠圖象處理系統(tǒng)(Gel-Pro-Analyzer軟件)分析目標(biāo)條帶的光密度值。
1.6.4 免疫熒光 腦組織取出后,放入10 %的多聚甲醛并置入4 ℃冰箱中固定24 h后,包埋,切片,脫蠟,水化后,PBS洗5 min×3次。切片放入含有檸檬酸PH6.0修復(fù)液的修復(fù)盒,中火5 min煮沸,?;鸨? min,低火10 min。冷卻后PBS洗5 min×3次,加入一抗CD86(1∶200)、iNOS(1∶2 000),4 ℃避光過夜。室溫放置復(fù)溫30 min,PBS洗5 min 3次,滴加熒光二抗,二者均用PBS 1∶200稀釋,室溫避光孵育60 min。PBS洗5 min 3次,滴加DAPI,復(fù)染核8 min。PBS洗5 min 3次,蓋玻片封片,熒光顯微鏡下觀察和計(jì)數(shù)。
1.6.5 ELISA檢測 取大鼠腦組織勻漿上清進(jìn)行ELISA檢測,具體步驟嚴(yán)格按照試劑盒操作說明書操作。
造模前所有大鼠mNSS評分均為0分。假手術(shù)組術(shù)后均未見明顯神經(jīng)功能缺損表現(xiàn)。模型組與針刺組大鼠于造模后6 h時(shí)均表現(xiàn)出神經(jīng)功能缺損癥狀,1 d、3 d及7 d時(shí)均有神經(jīng)缺損癥狀;針刺組與模型組比較,各時(shí)間大鼠神經(jīng)功能評分均明顯降低(P<0.01)。見表1。
6 h、1 d、3 d和7 d時(shí),假手術(shù)組大鼠基底節(jié)區(qū)可見腦組織形態(tài)結(jié)構(gòu)正常,少量炎性細(xì)胞浸潤,無出血點(diǎn)。模型組大鼠在造模6 h后可見大量血細(xì)胞溢出,神經(jīng)纖維腫脹,神經(jīng)元數(shù)量減少;1 d時(shí)大量血細(xì)胞溢出,炎性細(xì)胞增多;術(shù)后3 d時(shí):腦組織形態(tài)結(jié)構(gòu)改變嚴(yán)重,大量炎性細(xì)胞浸潤,大量血細(xì)胞溢出;術(shù)后7 d時(shí),出血范圍及炎性細(xì)胞減少。與模型組相比,針刺組各時(shí)間點(diǎn)出血灶范圍縮小,炎性細(xì)胞相對降低,腦組織病理結(jié)構(gòu)破壞程度降低。見圖1。
表1 3組大鼠mNSS評分比較
圖1 3組大鼠HE染色結(jié)果
假手術(shù)組可見CD86蛋白弱陽性表達(dá);模型組CD86蛋白表達(dá)明顯增高。與模型組比較,針刺組CD86蛋白表達(dá)明顯降低(P<0.05)。見圖2、表2。
圖2 3 d時(shí)3組大鼠腦組織CD86蛋白比較
表2 3 d時(shí)3組大鼠腦組織CD86蛋白比較
假手術(shù)組可見iNOS蛋白少量表達(dá);模型組iNOS蛋白表達(dá)明顯增高。與模型組比較,針刺組iNOS蛋白表達(dá)明顯降低(P<0.05)。見圖3、表3。
圖3 3 d時(shí)3組大鼠腦組織iNOS蛋白比較
表3 3 d時(shí)3組大鼠腦組織iNOS蛋白比較
免疫熒光雙染示3組大鼠均有CD86、iNOS共表達(dá)陽性細(xì)胞;與假手術(shù)組比較,針刺組、模型組CD86、iNOS共表達(dá)陽性細(xì)胞明顯增多;與模型組比較,針刺組CD86、iNOS共表達(dá)陽性細(xì)胞數(shù)明顯減少。見圖4。
假手術(shù)組大鼠腦組織IL-1β表達(dá)較低;與假手術(shù)組比較,模型組、針刺組腦組織IL-1β表達(dá)明顯升高(P<0.01);與模型組比較,針刺組腦組織IL-1β表達(dá)明顯降低(P<0.01)。見表4。
圖4 3 d時(shí)3組大鼠CD86、iNOS免疫熒光雙染結(jié)果
表4 3 d時(shí)3組大鼠IL-1β ELISA檢測結(jié)果比較
腦出血在中醫(yī)學(xué)屬“中風(fēng)病”范疇,針刺治療本病療效確切,其中頭針治療本病效果更為顯著[12]。百會位居巔頂,屬督脈,各經(jīng)脈氣會集之所,通經(jīng)舒絡(luò)。曲鬢穴為足太陽、足少陽交會穴,其通經(jīng)舒絡(luò)、調(diào)達(dá)氣血,具有振頹療癱的作用。早在古籍《普濟(jì)方》中就有“凡忽中風(fēng),言語謇澀,半身不遂……穴百會,耳前發(fā)際曲鬢穴”的記載?,F(xiàn)代臨床研究證明,針刺百會透曲鬢穴能夠提高治療腦出血的臨床療效,降低患者神經(jīng)功能缺損程度[13];動(dòng)物研究證實(shí)針刺百會透曲鬢穴能夠減輕腦出血后炎性損傷,改善腦出血后的神經(jīng)功能障礙[8,12],說明頭針在抑制炎癥、減輕神經(jīng)功能障礙方面具有重要作用。
小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦的主要吞噬細(xì)胞,ICH后被腦損傷迅速激活,發(fā)展成經(jīng)典激活(M1型,促炎)或替代激活(M2型,抗炎)表型,在 ICH 中具有雙重作用[14]?;罨男∧z質(zhì)細(xì)胞可通過吞噬血腫以及細(xì)胞碎片,進(jìn)而維持受損組織穩(wěn)態(tài),促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。但在此過程中,活化的小膠質(zhì)細(xì)胞也會產(chǎn)生多種有害細(xì)胞因子,如促炎因子(IL-1β)等,增加腦出血后腦損傷[15-16]。雖然在ICH急性期整體 M1和 M2標(biāo)記物水平都增加,但流式細(xì)胞術(shù)表明小膠質(zhì)細(xì)胞主要發(fā)展為M1表型[17-18],其已被證明會產(chǎn)生促炎因子,且激活后M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量與神經(jīng)功能損傷相關(guān)[19]。Wang等[20]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的炎癥反應(yīng),加劇小鼠腦出血后的腦損傷。抑制ICH后激活的M1型小膠質(zhì)細(xì)胞,有助于減輕炎癥誘導(dǎo)的繼發(fā)性腦損傷,起到腦保護(hù)作用[4]。同時(shí),小膠質(zhì)細(xì)胞與炎性反應(yīng)相關(guān)炎性因子具有密切聯(lián)系。炎性反應(yīng)作為ICH重要的病理機(jī)制,多項(xiàng)研究證實(shí)炎癥因子IL-1β與ICH后繼發(fā)性腦損傷關(guān)系密切[21-22]。
本實(shí)驗(yàn)采用mNSS評分法觀察到模型組與針刺組大鼠于造模后6 h時(shí)均表現(xiàn)出神經(jīng)功能缺損癥狀,1 d、3 d及7 d時(shí)均有神經(jīng)缺損癥狀;針刺組與模型組比較,各時(shí)間大鼠神經(jīng)功能評分均明顯降低,說明針刺可以降低ICH大鼠神經(jīng)功能評分,有效改善神經(jīng)功能缺損癥狀。模型組大鼠在造模6 h后可見大量血細(xì)胞溢出,神經(jīng)纖維腫脹,神經(jīng)元數(shù)量減少;1 d時(shí)大量血細(xì)胞溢出,炎性細(xì)胞增多;術(shù)后3 d時(shí):腦組織形態(tài)結(jié)構(gòu)改變嚴(yán)重,大量炎性細(xì)胞浸潤,大量血細(xì)胞溢出;術(shù)后7 d時(shí),出血范圍及炎性細(xì)胞減少。與模型組相比,針刺組各時(shí)間點(diǎn)上述病理情況均有所減輕,表明針刺能夠減輕腦出血大鼠的腦組織炎性損傷。經(jīng)Westernblot檢測可見,模型組CD86、iNOS蛋白表達(dá)明顯增高。與模型組相比,針刺組CD86、iNOS蛋白表達(dá)明顯降低,說明針刺能夠抑制CD86、iNOS蛋白表達(dá)。經(jīng)免疫熒光雙染示3組大鼠均有CD86、iNOS共表達(dá)陽性細(xì)胞;與模型組比較,針刺組CD86、iNOS共表達(dá)陽性細(xì)胞數(shù)明顯減少。同時(shí),ELISA試劑盒檢測IL-1β可見模型組、針刺組腦組織IL-1β表達(dá)明顯升高,與模型組比較針刺組腦組織IL-1β表達(dá)明顯降低,說明針刺能夠有效降低ICH大鼠腦組織炎癥因子IL-1β表達(dá)。
綜上,針刺百會透曲鬢穴可能通過抑制M1型小膠質(zhì)細(xì)胞,降低炎癥因子IL-1β表達(dá),減輕ICH后炎癥損傷,改善神經(jīng)功能缺損癥狀,發(fā)揮腦保護(hù)作用。但針刺如何抑制M1型小膠質(zhì)細(xì)胞活化,及是否通過促進(jìn)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化,進(jìn)而降低炎癥因子IL-1β表達(dá),尚需進(jìn)一步論證,以期為臨床治療本病提供新思路。