施偉麗,蘇曉艷,莊淑美,胡雅瓊,高 冬△,宋 軍
(1.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,北京 100700;2.北京市海淀醫(yī)院,北京 100080;3.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,福州 350122)
缺血模型的建立是缺血性疾病及血管再生研究的一種有效途徑,成功建立一種效果確切、簡(jiǎn)單可靠的肢體缺血模型是保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。動(dòng)物后肢動(dòng)脈表淺的特點(diǎn),使后肢缺血模型的制作相對(duì)簡(jiǎn)單,也就使得后肢缺血模型在血管新生的研究中頗為多用。本實(shí)驗(yàn)用白及微球栓塞法制作SD大鼠后肢缺血模型,并觀察不同劑量血府逐瘀湯對(duì)該模型缺血組織血管新生的影響,為血府逐瘀湯促血管新生的研究提供進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
無特定病原體(Specific pathogen Free,SPF)4周齡雄性SD大鼠18只,體質(zhì)量300±20 g,由上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司提供(合格證號(hào)2007000542160,生產(chǎn)許可證號(hào)SYXK(滬)2012-0002)。經(jīng)福建中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心SPF級(jí)動(dòng)物房飼養(yǎng),自由飲水,普通高壓飼料喂養(yǎng)。
1.2.1 血府逐瘀湯 采用膠囊制劑,購(gòu)于天津宏仁堂藥業(yè)有限公司(產(chǎn)品批號(hào)A03149),主要成分為柴胡、當(dāng)歸、甘草、川芎、牛膝、桔梗、地黃、赤芍、紅花、炒桃仁、麩炒枳殼,每粒裝0.4 g。成人口服1次6粒,每日2次。
1.2.2 戊巴比妥鈉 購(gòu)于貝爾曼生物技術(shù)有限公司,德國(guó)分裝進(jìn)口。生理鹽水按質(zhì)量/體積比配置成2%溶液,冰箱儲(chǔ)存容易結(jié)晶,影響麻醉效果,需常溫保存。
1.2.3 白及微球栓塞劑制作 白及膠的抽提:中藥白及50 g于蒸餾水1000 ml中浸泡2 h后,60 ℃水浴4 h,過濾收集濾液;將固體加入800 ml蒸餾水于60 ℃水浴4 h,過濾收集濾液,依次同上經(jīng)過70 ℃、80 ℃后,合并4次濾液,真空抽濾濾液,將濾液濃縮后以無水乙醇沉淀,可得白色絮狀沉淀,干燥后即得白及膠。
栓塞劑白及微球的制作:取干燥好的白及膠配制20%膠液20 ml,以1∶9比例加入含6%司班80的液體石蠟中,50 ℃攪拌30 min后于0 ℃冷卻1 h,室溫?cái)嚢杓尤胍叶分?%固化交聯(lián),可見微球懸浮于液體中,0 ℃靜置2 h,加入異丙醇靜置,棄上層油相,加入異丙醇重復(fù)洗去油相,加入無水乙醇洗去異丙醇,60 ℃干燥,過200目篩,所得即為直徑為小于75 μm的白及微球栓塞劑。
恒溫箱GHP-9050、YB-7LF石蠟包埋機(jī)(湖北省孝感市亞光醫(yī)用電子技術(shù)有限公司),HM340E石蠟切片機(jī)(德國(guó)制造),YT-7FB型攤烤片機(jī)(湖北省孝感市亞光醫(yī)用電子技術(shù)有限公司),ECLIP SE55I型生物顯微鏡(日本Nikon公司)。
1.4.1 大鼠下肢缺血模型的制作 SD大鼠固定后用2%戊巴比妥鈉以3 mL/kg劑量麻醉,完全肌松后從腹股溝處縱向鈍性分離皮下組織,暴露血管神經(jīng)束,分離股動(dòng)脈約0.5 cm,近心端結(jié)扎,用5 mL注射器將無菌生理鹽水配置的4%白及微球栓塞劑懸液0.2 mL推入股動(dòng)脈遠(yuǎn)心端,作無菌外科縫合,術(shù)后第3天于小腿近心端約1/3處行無菌截肢術(shù)。
1.4.2 分組及給藥方法 術(shù)后第2天將大鼠隨機(jī)分為生理鹽水組和藥物組,預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)低劑量的藥物未見明顯效果,故藥物組又分血府逐瘀湯常規(guī)劑量和高劑量2組,每組6只。常規(guī)劑量組大鼠每天給藥劑量是正常成人劑量的6倍,即0.48 g/kg/d,高劑量組是常規(guī)劑量組的2倍,分早晚2次灌胃給藥。
圖2 A1-3分別為截肢術(shù)后36、48 h和72 h 100倍鏡下HE表現(xiàn),B1-3分別為截肢后36、48 h和72 h 400倍鏡下HE表現(xiàn)
1.4.3 取材及HE染色 分別在截肢術(shù)后36 h、48 h和72 h灌藥2 h后用戊巴比妥鈉麻醉,取材肉芽組織,生理鹽水清洗后于中性甲醛固定12 h,經(jīng)石蠟包埋、切片、烤片、二甲苯脫蠟、不同濃度酒精復(fù)水、蘇木素染色、自來水藍(lán)化、1%濃鹽酸乙醇分化液褪色、伊紅染色后封片、晾干。
1.4.4 病理觀察及血管計(jì)數(shù) 100倍鏡下觀察截肢術(shù)后36 h、48 h和72 h缺血組織的形態(tài),并選擇血管數(shù)量較多的時(shí)間點(diǎn)400倍鏡下隨機(jī)選取6個(gè)視野進(jìn)行血管數(shù)量統(tǒng)計(jì)。
圖1顯示,術(shù)后造模肢體與正常肢體相比明顯蒼白;術(shù)后第1天術(shù)側(cè)輕度瘀血,顏色呈淺黑色,跛行;第2、3天精神欠佳,缺血加重,肢體毛發(fā)脫落,拖拽或跛行,趾甲瘀血呈黑色或暗紅色,腳掌可呈深黑色或伴水腫,尤以腳底明顯,或伴指端壞死甚至脫落,或下肢皮膚潰爛伴滲出液;從背部抓起大鼠患側(cè)肢體腳趾不成扇形展開,提起大鼠尾巴時(shí)與正常肢體對(duì)比無趾曲,用Eugenio Stabile半定量評(píng)分法[6]對(duì)肢體功能和缺血損傷評(píng)分發(fā)現(xiàn)這兩項(xiàng)評(píng)分均大于或等于2分。
圖1 A.術(shù)后正常側(cè)肢體,紅潤(rùn);B.白及微球栓塞側(cè)肢體,呈蒼白色;C.術(shù)后第1天術(shù)側(cè)肢體輕度瘀血;D.術(shù)后第2天患肢腫脹瘀血加重,呈灰黑色,且與正常側(cè)肢體比較患側(cè)足趾不成扇形展開;E.患肢足底
肉芽組織的生長(zhǎng)時(shí)間及形態(tài)特征使其成為早期組織缺血損傷修復(fù)的重要觀察對(duì)象,其介導(dǎo)的損傷修復(fù)過程包括炎癥反應(yīng)、組織增生和肉芽形成、傷口收縮與瘢痕形成3個(gè)階段,3個(gè)階段彼此重疊,沒有明顯界限。缺血組織3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的鏡下觀察發(fā)現(xiàn),截肢術(shù)后72 h膠原纖維增粗并互相融合,呈均質(zhì)紅染的波浪狀、帶狀或片狀結(jié)構(gòu),纖維細(xì)胞和毛細(xì)血管少,肉芽組織成熟為纖維結(jié)締組織,并逐漸老化為瘢痕組織(圖A3、B3)。48 h(圖A2、B2)可見,成纖維細(xì)胞向纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變,胞核變細(xì)長(zhǎng)而深染,胞質(zhì)染色也加深;部分毛細(xì)血管管腔閉塞,或改建為小動(dòng)脈小靜脈;膠原纖維等細(xì)胞外基質(zhì)成分增加,肉芽組織有纖維化趨勢(shì)。36 h(圖A1、B1)各組鏡下均可見新鮮肉芽組織,表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞增多及大量毛細(xì)血管管腔形成;成纖維細(xì)胞活躍,呈梭形、核橢圓,染色質(zhì)淺,可伴有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。
由上述病理切片結(jié)果可知,72 h成纖維細(xì)胞分泌的膠原纖維增粗并逐漸融合,血管數(shù)量少,已處于修復(fù)的第三階段;36 h表現(xiàn)為新鮮肉芽組織,新生血管豐富;雖然48 h膠原纖維開始形成,但處于肉芽組織向瘢痕組織過渡的早期纖維化階段,與36 h肉芽組織沒有明顯的界線,兩者具有可比性。綜上,我們選擇36 h和48 h時(shí)間點(diǎn)對(duì)血管數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較。
表1顯示,通過血管計(jì)數(shù)結(jié)果可知,48 h的血管數(shù)量較36 h減少,符合肉芽組織的生長(zhǎng)特點(diǎn)。其中36 h兩個(gè)劑量藥物組的血管數(shù)量均比對(duì)照組顯著升高,且高劑量藥物組的血管數(shù)量也明顯高于常規(guī)劑量組。隨著藥物作用時(shí)間延長(zhǎng)至48 h,常規(guī)劑量組的藥效消失,但高劑量藥物組保持其藥效作用,血管數(shù)量仍明顯高于對(duì)照組。
表1 血府逐瘀湯對(duì)肉芽組織中血管數(shù)量的影響
注:與生理鹽水組比較:#P<0.05,*P<0.001,與常規(guī)劑量組比較:△P<0.001
后肢缺血模型是研究缺血性疾病及血管新生的重要手段。從制作方法來看,多數(shù)研究采用結(jié)扎或切斷股動(dòng)脈或髂動(dòng)脈及其分支的方法制造缺血狀態(tài)[1~5],但由于鼠科動(dòng)物側(cè)枝循環(huán)豐富,修復(fù)能力強(qiáng),模型的缺血狀態(tài)多不能持久,且機(jī)械性急性阻斷動(dòng)脈導(dǎo)致的缺血,不符合由慢性血管內(nèi)皮損傷引發(fā)緩慢阻塞所形成的缺血性疾病的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程。相比較而言,白及微球由白及膠經(jīng)過乳化、凍凝、化學(xué)交聯(lián)而成,直徑小于75 μm,在血流的沖擊下可遷徙阻塞末梢小動(dòng)脈甚至微動(dòng)脈,并在血液中緩慢膨脹不被降解吸收,使缺血效果持續(xù)穩(wěn)定;且白及尤其是白及多糖能促進(jìn)局部血小板凝集、縮短凝血時(shí)間[7],從而促進(jìn)繼發(fā)性血栓形成,有效模擬內(nèi)皮損傷及動(dòng)脈慢性阻塞過程,更接近此類缺血性疾病的病理狀態(tài)。但是實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn),動(dòng)物側(cè)支循環(huán)建立能力不一,使得缺血組織壞死潰爛程度不均一,不利于取材點(diǎn)的統(tǒng)一。另外,以該方法造??扇∮玫娜庋拷M織樣本量較少,給血管新生的藥物研究帶來不便。為解決這個(gè)問題,本實(shí)驗(yàn)在白及栓塞法造模的基礎(chǔ)上,于造模后的第3天對(duì)缺血肢體進(jìn)行低位截肢,既保持肢體的缺血狀態(tài),又能在統(tǒng)一部位取材,而且由于截肢使得損傷位置上移,增加了可取材肉芽組織的樣本量,通過二次造模克服單純栓塞法造模的局限性,有利于后續(xù)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的開展。
缺血損傷修復(fù)的關(guān)鍵在于早期血供的建立,肌肉組織再生性修復(fù)能力弱,需靠新生的、富含毛細(xì)血管的肉芽組織進(jìn)行瘢痕修復(fù),肉芽組織一般在損傷后第2~3天出現(xiàn),7 d成熟,該組織的生長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)和形態(tài)特征使其成為早期改善缺血、修復(fù)損傷的重要觀察對(duì)象。本實(shí)驗(yàn)通過觀察缺血組織的病理表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)低位截肢術(shù)后36 h和48 h肉芽組織新鮮,血管數(shù)量豐富,是觀察血管新生的較好時(shí)機(jī)。國(guó)內(nèi)外極少見到將肉芽組織應(yīng)用于血管新生的研究,本項(xiàng)目組突破常規(guī)做法,以病理切片直接計(jì)數(shù)血管數(shù)量,為篩選血管新生藥物提出了一個(gè)較好的在體模型。通過計(jì)數(shù)最佳觀察時(shí)間點(diǎn)的新生血管數(shù)量,本實(shí)驗(yàn)證實(shí)血府逐瘀湯能促進(jìn)兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)肉芽組織的血管生長(zhǎng)。本項(xiàng)目組曾單純采用栓塞劑造模觀察藥物對(duì)肉芽組織血管生長(zhǎng)的影響[8],雖然與本實(shí)驗(yàn)的藥物制劑不同,給藥時(shí)間長(zhǎng)短不同,但兩次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論一致,均通過在體實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了該方劑具有促血管新生的功效,為藥物臨床治療缺血性疾病療效顯著提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。另外,本實(shí)驗(yàn)從兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血管數(shù)量比較結(jié)果可知,隨著作用時(shí)間延長(zhǎng)至48 h,常規(guī)劑量的藥物已失去促血管生長(zhǎng)的作用,且高劑量藥物組的血管數(shù)量較其他兩個(gè)組的差異縮小,提示藥物的作用逐漸消退。說明藥物促血管生長(zhǎng)的作用存在有效時(shí)間范圍,與本項(xiàng)目組其他細(xì)胞模型的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符[9,10],為本項(xiàng)目組提出的血府逐瘀湯促血管適度生長(zhǎng)提供了又一佐證。
本項(xiàng)目組的實(shí)驗(yàn)研究已從不同角度、不同層次說明血府逐瘀湯具有避免血管過度生長(zhǎng)的作用特點(diǎn),由于血管新生的調(diào)控因子眾多,調(diào)控機(jī)制復(fù)雜,藥物如何能夠調(diào)控血管適度生長(zhǎng),尚需大量深入的研究,這也為本項(xiàng)目組今后的工作指明了方向。
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