郜 巒,王 鍵△,胡建鵬,何 玲,菅 威,唐 巍,王曉戎
(1.安徽中醫(yī)學(xué)院,安徽合肥 230038;2.安徽中醫(yī)藥高等??茖W(xué)校,安徽蕪湖 241000)
腦血管病是威脅人類健康的三大疾病之一,以其發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、致殘率高、死亡率高的特點(diǎn)給社會和家庭帶來沉重的負(fù)擔(dān),綜述表明,在發(fā)達(dá)國家,中風(fēng)是第三個(gè)最常見的死亡原因,也是成年中致殘的最主要原因,帶來了極重的社會負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。其中,缺血性腦卒中最為多見,卒中后智力障礙與肢體致殘是一嚴(yán)重的社會問題和醫(yī)學(xué)難題。因此,研究如何促進(jìn)神經(jīng)再生,重建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),修復(fù)損傷的腦組織,從而提高患者的生活質(zhì)量,有著十分重大的意義。隨著腦缺血研究的不斷深入,中醫(yī)藥的防治日益得到醫(yī)學(xué)界的重視。多年來,我們課題組一直從事中醫(yī)藥防治中風(fēng)治則治法研究,較好地闡明了名老中醫(yī)王樂匋教授所創(chuàng)立的益氣活血法及其代表方劑腦絡(luò)欣通的神經(jīng)保護(hù)作用。本次研究擬選用大腦中動(dòng)脈線栓法制作局灶性腦缺血再灌注大鼠模型,觀察局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠缺血半暗帶PI3K/AKT通路的動(dòng)態(tài)表達(dá)及益氣活血方藥對其影響,探討其神經(jīng)保護(hù)機(jī)制。
健康SD大鼠120只,體重280~320g,由安徽醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,許可證號:SCXK(皖)2011-002,實(shí)驗(yàn)前飼養(yǎng)觀察3d。
益氣活血法方組藥物為腦絡(luò)欣通 (由黃芪、川芎、當(dāng)歸、三七、蜈蚣等組成),益氣法組藥物為黃芪,活血法組方為川芎、當(dāng)歸、三七、蜈蚣等構(gòu)成。PI3K/AKT試劑盒、DAB顯色劑均由武漢博士德生物科技有限公司提供。
T3-200型分析天平:成都科學(xué)儀器廠。101-A恒溫干燥箱:寧波自動(dòng)化儀表廠。石蠟包埋機(jī):英國HIS2TOCENTRE公司。石蠟切片機(jī):英國FINESSE公司。OLYMPUS VANOX顯微鏡。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組、益氣活血法方組 (腦絡(luò)欣通組)、益氣法方組、活血法方組。每組再分為缺血再灌注 3d,7d,14d 3個(gè)亞組。
參考Longa大腦中動(dòng)脈線栓法改良制作局灶性腦缺血再灌注動(dòng)物模型。動(dòng)物稱重后,以10%水合氯醛 (0.36mL/100g體重)麻醉大鼠,頸前術(shù)區(qū)脫毛、消毒,沿頸部正中線切開皮膚,逐層分離暴露頸總、頸外、頸內(nèi)動(dòng)脈,結(jié)扎并剪斷頸外動(dòng)脈遠(yuǎn)心端,從近心端做切口置入直徑為0.25mm尼龍線,(頭端加熱成直徑約0.30mm的圓球形)由頸外向頸內(nèi)插入約18~20mm,感覺少許阻力為止,阻斷大腦中動(dòng)脈血流,逐層縫合切口。缺血2h后再灌注時(shí),將尼龍線拔出約10mm。模型成功的標(biāo)志為出現(xiàn)同側(cè)Horner征和對側(cè)前肢為重的偏癱。假手術(shù)組只分離,不插入尼龍線。
益氣方、活血方、益氣活血方由安徽中醫(yī)學(xué)院中藥制劑室制備成湯劑,根據(jù)以往藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,益氣、活血、益氣活血組分別按 3.5g/kg、5.04g/kg、8.54g/kg(即 1.42mL/kg,1.56 mL/kg,1.34 mL/kg),每日總劑量分早晚2次灌胃使用。假手術(shù)組及模型組按同樣方法予以等量生理鹽水灌胃。給藥時(shí)間分別為3d,7d,14d。
每組動(dòng)物均于缺血2h再灌注,分別于腦缺血再灌注3d,7d,14d后麻醉大鼠,打開胸腔,于右心耳部剪一小口,從左心室插入導(dǎo)管至主動(dòng)脈,向主動(dòng)脈內(nèi)緩慢注入37℃肝素化的生理鹽水200mL,至右心房流出液變清亮,注入4%多聚甲醛溶液250mL進(jìn)行內(nèi)固定,然后立即取出大腦,正中割開,置于4%多聚甲醛溶液中固定。固定1周脫水、透明、浸蠟,連續(xù)腦部冠狀切片。
PI3K、AKT指標(biāo)均用免疫組織化學(xué)SABC法測定,均由專業(yè)人員嚴(yán)格按試劑盒說明書進(jìn)行操作。
用南京捷達(dá)801圖像分析系統(tǒng)對PI3K、AKT免疫組織化學(xué)染色陽性細(xì)胞平均吸收光密度進(jìn)行圖像分析,取平均值。數(shù)據(jù)用 ()表示 ,用SPSS13.0 for Windows軟件處理,采用方差分析。
表1 不同時(shí)間點(diǎn)益氣活血法對PI3K影響
表2 不同時(shí)間點(diǎn)益氣活血法對AKT影響
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,腦缺血再灌注損傷發(fā)生后,模型組和假手術(shù)比較,PI3K、AKT表達(dá)增加。其中缺血再灌注7d,14d,模型組PI3K表達(dá)顯著高于假手術(shù)組。和模型組比較,益氣組、活血組、益氣活血組PI3K、AKT表達(dá)均增加。其中,活血組在腦缺血再灌注14d,能夠明顯增加PI3K、AKT的表達(dá)。益氣活血組在腦缺血再灌注3d,7d,14d,能夠明顯增加PI3K、AKT的表達(dá)。
組間比較顯示,益氣活血組在腦缺血再灌注14d,能夠明顯增加PI3K、AKT的表達(dá),顯著優(yōu)于益氣組和活血組。而活血組在腦缺血再灌注14d,能夠明顯增加 PI3K、AKT的表達(dá),顯著優(yōu)于益氣組。
腦缺血再灌注損傷是一個(gè)涉及多環(huán)節(jié)、多因素、多途徑損傷的過程,目前尚缺乏治療特效的藥物和方法,已有的研究表明中醫(yī)理論指導(dǎo)下的中醫(yī)藥及針灸療法都具有整體良性調(diào)節(jié)作用[2-3]。我們課題組在既往的研究中,從形態(tài)學(xué)、血液流變學(xué)、凝血和纖溶、興奮性氨基酸、自由基損傷、細(xì)胞因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞的關(guān)系、細(xì)胞凋亡及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、誘導(dǎo)干細(xì)胞增殖分化等環(huán)節(jié),對益氣活血法及其代表方劑腦絡(luò)欣通進(jìn)行了多角度研究,已證實(shí)了其具有較好的神經(jīng)保護(hù)作用。
近年的研究表明,PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是重要的細(xì)胞存活信號通路,在多種細(xì)胞因子介導(dǎo)的細(xì)胞生存中發(fā)揮重要作用[4]。磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidy1inosito1-3 kinase,PI3K)是一種細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶,參與細(xì)胞的生長代謝、增殖分化及凋亡等多種生物過程。在神經(jīng)系統(tǒng)中,PI3K參與神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的生存和分化。PI3K的主要下游信號分子是AKT,又稱蛋白激酶B(protein kinase B,PKB),是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。活化的PI3K催化產(chǎn)生PI-3,4-P2和PIP3,后者誘導(dǎo)無活性的AKT和磷脂酰肌醇依賴的激酶-l轉(zhuǎn)位至漿膜內(nèi)表面,從而實(shí)現(xiàn)AKT的激活,通過AKT的活化引起下游靶基因的變化[5-6]。近年來,更有學(xué)者日漸重視其在神經(jīng)干細(xì)胞中的作用。如有研究提示神經(jīng)干細(xì)胞存活依賴于PI3K/AKT途徑的活化[7]。另有學(xué)者應(yīng)用 PI3K特異性阻滯劑LY294002孵育大鼠神經(jīng)干細(xì)胞,探討PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在NSCs中的作用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對大鼠NSCs的存活、增殖、分化起重要作用,且LY294002對NSCs的存活、增殖和分化的影響呈劑量依賴性[8]。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,腦缺血再灌注損傷發(fā)生后,模型組和假手術(shù)比較,PI3K、AKT表達(dá)增加。PI3K/Akt信號通路是細(xì)胞的凋亡過程中的一條重要存活通路,腦缺血再灌注發(fā)生后,PI3K/Akt信號通路激活,起到神經(jīng)保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,腦缺血再灌注損傷發(fā)生后,益氣活血組能夠明顯激活PI3K/AKT信號通路,且顯著優(yōu)于益氣組和活血組。而組間的比較還顯示,活血組在腦缺血再灌注14d,能夠明顯增加PI3K、AKT的表達(dá),顯著優(yōu)于益氣組。提示益氣藥物可能需配合活血方法一起使用,才能顯示其最佳療效。實(shí)驗(yàn)表明,益氣活血法腦保護(hù)作用的可能機(jī)制是上調(diào)細(xì)胞存活信號通路PI3K/Akt通路的表達(dá),從而對腦缺血模型大鼠腦組織產(chǎn)生保護(hù)作用,其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
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