蘇凱奇,呂轉(zhuǎn),吳明莉,羅萌,高靜,聶晨晨,劉昊,馮曉東,*
腦卒中是我國(guó)人口壽命年減少的首要病因,缺血性腦卒中約占其中的87%[1-2]。腦卒中患者常存在不同程度的功能障礙,其中約2/3的患者出現(xiàn)執(zhí)行功能/注意力、記憶、視空間等至少1 個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)知功能下降,嚴(yán)重影響患者的依從性和整體康復(fù)[3-4]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),神庭和百會(huì)是針刺治療腦卒中后認(rèn)知障礙常用的穴位[5],同時(shí)電針神庭、百會(huì)能夠有效改善卒中后患者認(rèn)知功能,提高生活自理能力[6-7],然而具體的作用機(jī)制仍需深入研討。腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)可促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育、成熟,在維持神經(jīng)元存活、增加神經(jīng)遞質(zhì)的合成中具有重要作用[8-9]。BDNF 與其特異性受體酪氨酸激受體B(TrkB)結(jié)合后,可激活下游磷脂酰肌醇3 激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號(hào)通路,與細(xì)胞凋亡、自噬、突觸可塑性密切相關(guān)[8,10-11]?;诖耍狙芯客ㄟ^(guò)構(gòu)建大腦中動(dòng)脈缺血再灌注(MCAO/R)后學(xué)習(xí)記憶障礙大鼠模型,觀察了電針對(duì)大鼠海馬神經(jīng)元的保護(hù)作用及對(duì)BDNF/TrkB/PI3K/Akt 信號(hào)通路的影響。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 2021 年5 月—2022 年3 月選取60 只8 周齡健康雄性SD 大鼠,體質(zhì)量180~220 g,SPF 級(jí),購(gòu)自濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育有限公司〔動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(魯)2019003〕。飼養(yǎng)于河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,保持室溫20~26 ℃,濕度50%~70%,12 h 光照,自由飲食、飲水。本研究嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理保護(hù)規(guī)定執(zhí)行,并通過(guò)河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理審查委員會(huì)的批準(zhǔn)(YFYDW2021030)。
1.2 主要試劑和儀器 戊巴比妥鈉(上海氟德化工有限公司,貨號(hào):21642-83-1),硫酸慶大霉素〔上海現(xiàn)代哈森(商丘)藥業(yè)有限公司,貨號(hào):1405-41-0〕,線栓(北京西濃科技有限公司,貨號(hào):2036A6),多聚甲醛(biosharp 生物科技,貨號(hào):BL539A),中性樹(shù)膠(中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司,貨號(hào):96949-21-2),2%(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)TTC 染色液(北京索萊寶科技有限公司,貨號(hào):T8170),總RNA 提取試劑盒(北京索萊寶科技有限公司,貨號(hào):R1200),蛋白提取試劑盒(北京索萊寶科技有限公司,貨號(hào):R0010),BCA 蛋白定濃度測(cè)定試劑盒(北京索萊寶科技有限公司,貨號(hào):PC0020),彩虹光譜蛋白Marker(北京索萊寶科技有限公司,貨號(hào):PR1920)、增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光(ECL)顯色液(北京索萊寶科技有限公司,貨號(hào):PE0010),逆轉(zhuǎn)錄試劑盒〔翌圣生物科技(上海)股份有限公司,貨號(hào):14601ES03〕,引物(金唯智生物科技公司),兔抗BDNF(美國(guó)Abcam,貨號(hào):ab108319),TrkB 多克隆抗體(美國(guó)Abcam,貨號(hào):ab187041),辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的山羊抗兔IgG 二抗(美國(guó)Abcam,貨號(hào):ab150077),兔抗磷酸化下游磷脂酰肌醇3 激酶(p-PI3K)(美國(guó)Abcam,貨號(hào):ab278545),PI3K(美國(guó)Abcam,貨號(hào):ab133595),磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)(武漢三鷹生物技術(shù)有限公司,貨號(hào):80455-1-RR),Akt(武漢三鷹生物技術(shù)有限公司,貨號(hào):6-2-3-2-lg),GAPDH 多克隆抗體(武漢三鷹生物技術(shù)有限公司,貨號(hào):60004-1-lg),PAGE 凝膠試劑盒(上海雅酶生物醫(yī)藥科技有限公司,貨號(hào):PG112)。
Morris 水迷宮(深圳市瑞沃德生命科技有限公司),針灸針、電針儀(蘇州醫(yī)療用品廠),病理切片機(jī)(德國(guó)徠卡,型號(hào):RM2245),脫水機(jī)(德國(guó)萊卡公司,型號(hào):ASP200S),包埋機(jī)(武漢俊杰電子有限公司,型號(hào):JB-L7),高速組織研磨儀(武漢Servicebio,型號(hào):SWE-FP),PCR 儀(杭州比格飛序,型號(hào):96B),蛋白濃度微量測(cè)定儀(美國(guó)Thermo,型號(hào):NanoDropOne),熒光定量PCR 儀(西安天隆科技,型號(hào):Gentier),酶標(biāo)儀(美國(guó)Thermo,型號(hào):MK3),電泳儀、轉(zhuǎn)膜儀(美國(guó)Bio-Rad,型號(hào):1658001,170-3930),凝膠成像系統(tǒng)(美國(guó)Bio-Rad,型號(hào):GelDoc XR+)。
1.3 大鼠造模及分組 喂養(yǎng)1 周后稱重,按照體質(zhì)量生成的隨機(jī)數(shù)字表進(jìn)行分組,取24 只大鼠分為空白組(n=12)、假手術(shù)組(n=12),其余36 只大鼠采用Zea Longa 線栓法構(gòu)建MCAO/R 模型[12]。大鼠術(shù)前禁食12 h,3%戊巴比妥鈉(30 mg/kg)腹腔注射麻醉,取仰臥位,分離頸總動(dòng)脈(CCA)、頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)和頸外動(dòng)脈(ECA),結(jié)扎ECA 遠(yuǎn)心端,夾閉CCA 近心端和ICA 遠(yuǎn)心端,在ECA 分叉處剪一“V”形開(kāi)口,用(0.26±0.02)mm 的硅膠涂層尼龍線栓從切口處插入至ICA 夾閉處,松掉ICA 動(dòng)脈夾,繼續(xù)插入至輕微阻力為止,深度1.8~2.0 cm,記錄插栓時(shí)間,縫合切口。術(shù)后腹腔注射慶大霉素(2 U/只),連續(xù)3 d。缺血2 h 后,輕輕拉出長(zhǎng)度約1 cm 線栓,復(fù)通血管以灌注??瞻捉M僅予同等條件的捉抓,假手術(shù)組予麻醉后僅分離血管,不插栓。待假手術(shù)組和造模后的大鼠完全清醒后對(duì)大鼠進(jìn)行Zea-Longa 評(píng)分(具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1),排除0 分和4 分的大鼠,24 h 后對(duì)假手術(shù)組和剩余造模大鼠開(kāi)展水迷宮定位航行實(shí)驗(yàn)。以假手術(shù)組平均逃避潛伏時(shí)間為參考值,若造模組大鼠平均逃避潛伏時(shí)間小于參考值的80%,則認(rèn)為造模成功[13]。最終將造模成功的24 只大鼠隨機(jī)分為模型組(n=12)和電針組(n=12)。
1.4 電針治療 電針組于神庭、百會(huì)穴進(jìn)行電針治療,腧穴定位依照《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》[14]。將大鼠置于特殊制作的治療架上,采用針灸針(0.3 mm×25 mm)向后斜刺3 mm 進(jìn)針,連接GM01 電針儀,選用疏密波,電壓峰值6 V,頻率2~10 Hz,電流強(qiáng)度1~3 mA;30 min/次,1 次/d,連續(xù)治療14 d。治療期間關(guān)注大鼠狀態(tài),避免針灸針脫落和大鼠跌落摔傷。模型組、空白組、假手術(shù)組只給予同等條件抓取,不予其他干預(yù)措施。
1.5 大鼠神經(jīng)缺損程度與空間學(xué)習(xí)記憶能力評(píng)價(jià) 治療后第7、14 天由對(duì)實(shí)驗(yàn)方案不知情的人員對(duì)大鼠進(jìn)行Zea-Longa 評(píng)分,以此觀察各組大鼠神經(jīng)功能缺損程度。通過(guò)水迷宮實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力,包括(1)定位航行實(shí)驗(yàn):于治療第9~13 天8:00 及18:00 進(jìn)行,由第1 象限開(kāi)始按順時(shí)針順序依次將大鼠置入水中,大鼠通過(guò)游泳來(lái)尋找逃生平臺(tái),記錄大鼠發(fā)現(xiàn)平臺(tái)所花費(fèi)的時(shí)間(逃避潛伏期)。90 s 內(nèi)未能找到平臺(tái),由研究者將大鼠置于平臺(tái)上,并給予10 s 的休息時(shí)間,并記錄此大鼠的逃避潛伏期為90 s。(2)空間探索實(shí)驗(yàn):在治療進(jìn)行第14 天時(shí)撤掉水池中的逃生平臺(tái),其余不變,將大鼠面朝池壁,依次投放入水池內(nèi)的4 個(gè)象限,記錄90 s 內(nèi)穿越平臺(tái)有效區(qū)域次數(shù)。
1.6 TTC 染色觀察大鼠腦梗死體積 治療結(jié)束后,每組隨機(jī)選3 只大鼠麻醉后斷頭取腦組織,沖洗干凈,于-20 ℃冰箱中快速冷凍20 min 后沿冠狀面進(jìn)行切片,切片厚度約2 mm,每個(gè)腦組織共切5 片。于2%TTC 染色液中37 ℃避光染色。染色后將腦切片按照順序擺放后拍照,應(yīng)用Image J 軟件計(jì)算腦梗死體積占總體積的百分比。
1.7 蘇木素-伊紅(HE)染色觀察海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元形態(tài) 干預(yù)結(jié)束后,每組隨機(jī)選3 只大鼠,麻醉后0.9%氯化鈉溶液和多聚甲醛心臟灌注,斷頭取腦組織,多聚甲醛固定,脫水后石蠟包埋切片。56 ℃烤片1 h,脫蠟步驟如下:切片置于松節(jié)油中8 min,4 次,然后于乙醇中梯度脫水。使用蘇木素染色5~10 min,采用純水將切片清洗至水色變清,使用1%鹽酸酒精分化2~3 s后使用純水清洗,氨水返藍(lán),再次清洗。1%伊紅染色5~10 min,清洗1 min,乙醇脫水后中性樹(shù)膠封片待檢。
1.8 實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-PCR)測(cè)定BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA 水平 干預(yù)結(jié)束后,每組隨機(jī)選3 只大鼠,完全麻醉后取腦,在冰面上剝?nèi)『qR組織,置于無(wú)酶凍存管中-80 ℃冰箱保存。按100 mg 海馬組織∶1 mL 裂解液比例配置,勻漿器充分研磨,按照試劑盒說(shuō)明書(shū)提取總RNA,置于冰上進(jìn)行RNA 濃度測(cè)定。引物序列見(jiàn)表2。逆轉(zhuǎn)錄條件為37 ℃,15 min,98 ℃,5 min,結(jié)束后分裝并-20 ℃保存。RT-PCR 條件與方法按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,基因相對(duì)表達(dá)量采用2-△△CT法計(jì)算。
表2 RT-PCR 引物序列Table 2 RT-PCR primer sequence
1.9 Western blotting 檢 測(cè)BDNF、TrkB 蛋 白 水 平 及PI3K、Akt 蛋白磷酸化水平 干預(yù)結(jié)束后,每組隨機(jī)選3 只大鼠,完全麻醉后取腦,在冰面上剝?nèi)『qR組織,置于無(wú)酶凍存管中-80 ℃冰箱保存。海馬組織稱重后,加入裂解混合液(RIPA 裂解液∶蛋白酶抑制劑∶蛋白磷酸酶抑制劑=100∶1∶1)。使用勻漿器低溫充分研磨,4℃,12 000 r/min 離心15 min 后提取上清,采用BCA法測(cè)定蛋白濃度,加入上樣緩沖液后加熱變性。制備聚丙烯酰胺凝膠,電泳,濕法轉(zhuǎn)膜,封閉1.5~2 h。4 ℃一抗(BDNF 1∶7 000、TrkB 1∶5 000、p-PI3K 1∶1 000、PI3K 1∶1 000、p-Akt 1∶1 000、Akt 1∶1 000、GAPDH 1∶10 000)孵育過(guò)夜。二抗( 1∶10 000)室溫孵育1 h。ECL 法顯影,凝膠成像拍照。使用Image J 軟件并以目的蛋白/內(nèi)參灰度值計(jì)算蛋白相對(duì)表達(dá)量,PI3K、Akt 蛋白磷酸化水平分別以磷酸化磷脂酰肌醇3 激酶(p-PI3K)/PI3K、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)/Akt 表示。1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 24.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組內(nèi)兩兩比較采用LSD-t 檢驗(yàn);重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)采用兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析;等級(jí)資料比較采用Kruskal-Wallis H 檢驗(yàn),組內(nèi)兩兩比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 4 組大鼠神經(jīng)功能缺損程度 術(shù)后2 h 模型組、電針組Zea-Longa 評(píng)分與空白組、假手術(shù)組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),治療第7 天、治療第14 天模型組Zea-Longa 評(píng)分與空白組、假手術(shù)組、電針組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表3。
表3 4 組大鼠Zea-Longa 評(píng)分比較〔只(%)〕Table 3 Comparison of Zea-Longa scores among 4 groups of rats
2.2 4 組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力比較 定位航行實(shí)驗(yàn)的重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示,時(shí)間、組別主效應(yīng)及時(shí)間與組別的交互效應(yīng)。在治療第9~13 天逃避潛伏期比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。以組別為自變量的效應(yīng)分析結(jié)果顯示,治療第9~13 天4 組大鼠逃避潛伏期比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),第9~13 天模型組均大于假手術(shù)組(P<0.05),電針組均低于模型組(P<0.05),見(jiàn)表4。
表4 4 組大鼠逃避潛伏期比較(±s,s)Table 4 Comparison of incubation period among 4 groups of rats
表4 4 組大鼠逃避潛伏期比較(±s,s)Table 4 Comparison of incubation period among 4 groups of rats
注:a 表示與空白組比較P<0.05,b 表示與假手術(shù)組比較P<0.05,c 表示與模型組比較P<0.05。
組別 只數(shù) 第9 天 第10 天 第11 天 第12 天 第13 天空白組 12 38.6±5.0 31.1±5.9 25.8±4.5 13.9±3.7 8.4±3.3假手術(shù)組 12 37.7±7.2 31.4±6.2 25.1±5.6 14.0±4.2 8.2±3.4模型組 12 51.9±6.3ab 42.4±6.0ab 34.5±5.0ab 27.5±5.1ab 20.7±5.9ab電針組 12 46.5±6.2c 37.6±5.1c 29.5±4.9c 20.4±3.3c 12.4±4.2c F 值 F交互=1.191,F(xiàn)組間=52.513,F(xiàn)時(shí)間=277.985 P 值 P交互=0.30,P組間<0.05,P時(shí)間<0.05
空間探索實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,4 組大鼠穿越平臺(tái)有效區(qū)域次數(shù)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中模型組穿越平臺(tái)有效區(qū)域次數(shù)低于空白組、假手術(shù)組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),電針組高于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表5。
表5 4 組大鼠穿越平臺(tái)有效區(qū)域次數(shù)比較(±s,次)Table 5 Comparison of times of crossing the effective region of the platform among 4 groups of rats
表5 4 組大鼠穿越平臺(tái)有效區(qū)域次數(shù)比較(±s,次)Table 5 Comparison of times of crossing the effective region of the platform among 4 groups of rats
注:a 表示與空白組比較P<0.05,b 表示假手術(shù)組比較P<0.05,c表示與模型組比較P<0.05。
組別 只數(shù) 穿越平臺(tái)次數(shù)空白組 12 7.99±2.71假手術(shù)組 12 7.64±3.20模型組 12 2.19±1.52ab電針組 12 4.87±1.65c F 值 15.57 P 值 <0.05
2.3 4 組大鼠腦梗死體積占比比較 空白組、假手術(shù)組、模型組、電針組大鼠腦梗死體積占比分別為0、0、(36.7±6.3)%、(24.0±2.2)%,電針組大鼠腦梗死體積占比低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.30,P<0.05),4 組大鼠腦組織TTC 染色情況見(jiàn)圖1。
圖1 4 組大鼠腦組織TTC 染色Figure 1 TTC staining of brain tissue in 4 groups of rats
2.4 4 組大鼠海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元形態(tài) 空白組和假手術(shù)組CA1 區(qū)神經(jīng)元排布緊致,胞質(zhì)均勻、顏色均勻,核顯示清楚,形態(tài)規(guī)整;模型組神經(jīng)元數(shù)目稀少,大小、形態(tài)各異,胞膜完整性差,部分變形、腫脹、破裂,胞質(zhì)顏色偏深,分布不均,核深染固縮,核仁顯示不清;電針組神經(jīng)元數(shù)目較模型組增多,排列較為密集規(guī)整,形態(tài)規(guī)則,膜和核仁清晰可見(jiàn),胞質(zhì)分布均勻,見(jiàn)圖2。
圖2 4 組大鼠海馬CA1 區(qū)HE 染色情況(×200)Figure 2 HE staining in hippocampal CA1 region of 4 groups
2.5 4 組大鼠海馬組織BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA水平比較 4 組大鼠BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中模型組BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA 水平低于空白組、假手術(shù)組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),電針組BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA 水平高于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表6。
表6 4組大鼠海馬組織BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA水平比較(±s)Table 6 Comparison of mRNA levels of BDNF,TrkB,PI3K and Akt in hippocampal tissues of four groups
表6 4組大鼠海馬組織BDNF、TrkB、PI3K、Akt mRNA水平比較(±s)Table 6 Comparison of mRNA levels of BDNF,TrkB,PI3K and Akt in hippocampal tissues of four groups
注:a 表示與空白組比較P<0.05,b 表示與假手術(shù)組比較P<0.05,c 表示與模型組比較P<0.05。
組別 例數(shù) BDNF TrkB PI3K Akt空白組 3 1.00±0.09 1.00±0.02 1.00±0.12 1.00±0.20假手術(shù)組 3 0.99±0.04 1.00±0.02 1.03±0.10 1.00±0.10模型組 3 0.23±0.03ab 0.48±0.10ab 0.55±0.04ab 0.53±0.05ab電針組 3 0.76±0.08c 0.75±0.07c 0.88±0.16c 0.90±0.09c F 值 91.95 44.87 11.45 10.35 P 值 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
2.6 4 組大鼠海馬組織BDNF、TrkB 蛋白水平及PI3K、Akt 蛋白磷酸化水平比較 空白組與假手術(shù)組BDNF、TrkB 蛋白水平及PI3K、Akt 蛋白磷酸化水平無(wú)差異(P>0.05);與假手術(shù)組相比,模型組BDNF、TrkB 蛋白水平均下降(P<0.01;P<0.001),PI3K、Akt蛋白磷酸化水平下降(P<0.01;P<0.05);與模型組相比,電針組BDNF、TrkB 蛋白水平和PI3K、Akt 蛋白磷酸化水平均升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表7、圖3。
圖3 4 組大鼠海馬組織BDNF、TrkB、PI3K、Akt、p-PI3K、p-Akt蛋白質(zhì)印跡法蛋白條帶圖Figure 3 Protein bands of BDNF,TrkB,PI3K,Akt,p-PI3K,p-Akt in the hippocampus of the four groups of rats by Western Blotting
表7 4 組大鼠海馬組織BDNF、TrkB、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt 蛋白相對(duì)表達(dá)水平比較(±s)Table 7 Comparison of protein relative expression levels of BDNF,TrkB,p-PI3K/PI3K and p-Akt/Akt in hippocampal tissues of four groups
表7 4 組大鼠海馬組織BDNF、TrkB、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt 蛋白相對(duì)表達(dá)水平比較(±s)Table 7 Comparison of protein relative expression levels of BDNF,TrkB,p-PI3K/PI3K and p-Akt/Akt in hippocampal tissues of four groups
注:p-PI3K=磷酸化磷脂酰肌醇3激酶,p-Akt=磷酸化蛋白激酶B;a 表示與空白組比較P<0.05,b 表示與假手術(shù)組比較P<0.05,c 表示與模型組比較P<0.05。
組別 只數(shù) BDNF TrkB p-PI3K/PI3K p-Akt/Akt空白組 3 0.32±0.07 0.95±0.04 0.58±0.01 0.33±0.03假手術(shù)組 3 0.32±0.07 0.91±0.06 0.59±0.04 0.35±0.03模型組 3 0.08±0.03ab 0.43±0.02ab 0.31±0.10ab 0.17±0.02ab電針組 3 0.23±0.07c 0.65±0.06c 0.54±0.09c 0.32±0.09c F 值 10.58 45.22 10.66 7.62 P 值 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
腦卒中后認(rèn)知功能障礙歸屬于中醫(yī)學(xué)“呆病”“健忘”等范疇。現(xiàn)代醫(yī)家認(rèn)為本病病位在腦,病機(jī)為腦脈痹阻、腦髓失養(yǎng)。患者因邪致氣血不暢,痰瘀閉阻清竅,腦髓不充而神識(shí)不清,表現(xiàn)為表情呆滯、學(xué)習(xí)記憶力下降等[15]。本研究團(tuán)隊(duì)基于該病“病位在腦,首取督脈”的學(xué)術(shù)思想,在前期文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)出以電針神庭、百會(huì)為主的通督醒神針刺療法,在臨床應(yīng)用廣泛,療效顯著[5]。神庭為督脈、足太陽(yáng)、陽(yáng)明之會(huì),對(duì)于神智方面的疾病,非神庭莫能治。百會(huì)位居巔頂,貫通周身經(jīng)穴,是調(diào)節(jié)大腦功能的要穴。前期研究發(fā)現(xiàn),電針神庭、百會(huì)能夠有效改善腦卒中后患者認(rèn)知功能,提高生活自理能力[6-7]。
海馬與學(xué)習(xí)記憶、情緒等高級(jí)腦活動(dòng)密切相關(guān)。正常情況下,短時(shí)記憶儲(chǔ)存在海馬中,大腦通過(guò)重復(fù)和強(qiáng)化后將部分短時(shí)記憶轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰眯杂洃泝?chǔ)存在大腦中。而當(dāng)各種原因?qū)е潞qR損傷時(shí),機(jī)體則會(huì)出現(xiàn)不同程度的學(xué)習(xí)和記憶功能的障礙。因此,海馬常被用來(lái)研究與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的生理機(jī)制。其次,海馬神經(jīng)元對(duì)缺血缺氧異常敏感,因此海馬也是研究最多的與腦卒中后學(xué)習(xí)記憶障礙有關(guān)的腦區(qū)[16-17]。本研究發(fā)現(xiàn),MCAO/R 大鼠海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元廣泛溶解、數(shù)目稀少、細(xì)胞結(jié)構(gòu)模糊不清,同時(shí)神經(jīng)功能缺損評(píng)分及行為學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)大鼠存在不同程度的學(xué)習(xí)記憶功能減退,與海馬神經(jīng)元的損傷程度密切相關(guān)。
BDNF 作為哺乳動(dòng)物中樞內(nèi)分布最為廣泛、含量最高的營(yíng)養(yǎng)因子,對(duì)神經(jīng)元形成、功能重塑以及情緒、學(xué)習(xí)和記憶等功能的發(fā)揮具有重要作用[18-19]。BDNF 表達(dá)異??蓪?dǎo)致神經(jīng)元軸突和樹(shù)突的生長(zhǎng)受限,影響突觸信號(hào)傳遞,進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生,如神經(jīng)退行性病變、神經(jīng)疼痛、抑郁、癲癇等。同樣,海馬BDNF的表達(dá)差異與其結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),敲除BDNF 基因可引起小鼠認(rèn)知功能障礙,甚至導(dǎo)致小鼠死亡[20]。向大鼠腦室內(nèi)注射BDNF 能夠預(yù)防缺血海馬CA1 區(qū)神經(jīng)元死亡,促進(jìn)DG 區(qū)顆粒細(xì)胞的生長(zhǎng)與成熟,增強(qiáng)海馬突觸后受體活性,從而改善神經(jīng)功能[21]。
BDNF 對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控作用是依賴于與其下游高親和力受體TrkB 結(jié)合后,TrkB 可發(fā)生二聚體化,繼而引發(fā)下游PI3K/Akt 信號(hào)通路的激活。BDNF/TrkB介導(dǎo)的PI3K/Akt 信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)在突觸重塑、神經(jīng)元形成以及情緒、學(xué)習(xí)和記憶神經(jīng)發(fā)育及相關(guān)疾病中發(fā)揮著重要作用。PI3K/Akt 信號(hào)通路是廣泛存在于細(xì)胞內(nèi)重要的生存信號(hào)傳導(dǎo)通路之一,其激活與細(xì)胞增殖、分化密切相關(guān)。在神經(jīng)系統(tǒng)損傷中起著非常重要的作用[22]。LI 等[23]采用甲叉丙烯酰胺干預(yù)局灶性腦缺血后大鼠模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組大鼠海馬組織PI3K 信號(hào)通路被激活,同時(shí)水迷宮檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大鼠認(rèn)知功能提高,說(shuō)明通過(guò)調(diào)控PI3K 信號(hào)通路可以改善腦缺血缺氧大鼠的認(rèn)知能力。本研究結(jié)果顯示,MCAO/R 模型大鼠海馬BDNF、TrkB、PI3K、Akt 水平下降,學(xué)習(xí)記憶能力受損,神經(jīng)元損傷明顯,而電針干預(yù)能夠提高BDNF、TrkB、PI3K、Akt 水平,改善學(xué)習(xí)記憶能力,這可能與電針提高該通路水平、增強(qiáng)海馬突觸可塑性有關(guān),然而仍需要進(jìn)一步研究驗(yàn)證。此外,mTOR 作為PI3K/Akt 通路的下游關(guān)鍵蛋白,是自噬的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑,那么電針療法是否是通過(guò)影響B(tài)DNF/TrkB 介導(dǎo)的PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)調(diào)控了海馬神經(jīng)元的自噬水平而發(fā)揮作用的,以及自噬與突觸可塑性的關(guān)系如何仍有待后續(xù)進(jìn)一步研究。
作者貢獻(xiàn):蘇凱奇負(fù)責(zé)文章的構(gòu)思設(shè)計(jì)及論文的撰寫(xiě);蘇凱奇、呂轉(zhuǎn)、羅萌、聶晨晨、劉昊負(fù)責(zé)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)實(shí)施、數(shù)據(jù)收集整理;吳明莉、高靜負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)管理及數(shù)據(jù)分析;馮曉東負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及終稿的審校,對(duì)論文負(fù)責(zé)。
本文無(wú)利益沖突。