周 毅,朱一飛,李世平,王 穎,檀紅玲,檀國軍
(河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河北 石家莊050000)
多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘為主要病理變化的疾?。?]。既往研究認(rèn)為,中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性脫髓鞘病變是導(dǎo)致MS患者出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙的主要因素[2]。近年來研究證實,除炎性脫髓鞘病變外,MS發(fā)病過程中往往還合并軸索損傷,且軸索損傷程度與MS病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)[3]。因此,研究 MS軸索損傷機(jī)制及其相關(guān)軸索損傷保護(hù)作用正成為近年的研究熱點。α硫辛酸作為強(qiáng)抗氧化劑,可有效抑制機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應(yīng),清除活性氧自由基,其對糖尿病周圍神經(jīng)病變患者周圍神經(jīng)的保護(hù)功能已得到公認(rèn)[4-5]。但α硫辛酸對MS軸索損傷的保護(hù)作用尚未明確。實驗性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)模型可有效演繹MS的發(fā)病過程,是臨床研究MS最常用的動物模型。本研究以EAE模型大鼠作為研究對象,分別采用α硫辛酸和地塞米松進(jìn)行藥物干預(yù),觀察藥物干預(yù)對EAE大鼠發(fā)病情況和軸索組織病理改變的影響,探討α硫辛酸對MS軸索損傷的保護(hù)作用,旨在為臨床MS治療提供新思路。
1.1 試驗動物 豚鼠10只,雄性,體質(zhì)量350~400 g。Wistar大鼠36只,雌性,體質(zhì)量180~200g,6~8周齡。以上動物均購于河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院實驗動物中心。
1.2 試驗試劑及設(shè)備 α硫辛酸、地塞米松、完全弗氏佐劑(美國Sigma公司);高速低溫離心機(jī)(日本三洋SCR20B型)。
1.3 動物模型建立 取上述豚鼠10只,采用10%水合氯醛(0.5mL/100g)進(jìn)行靜脈麻醉,斷頸處死,于低溫環(huán)境下取出豚鼠脊髓并去除脊髓膜和馬尾,稱質(zhì)量并加入等質(zhì)量的4℃生理鹽水,采用勻漿機(jī)制備全脊髓勻漿(guinea pig spinal cord homogenate,GPSCH),之后加入等體積完全弗氏佐劑,二者充分混合后制成油包水型抗原乳劑,4℃保存?zhèn)溆?。剩?6只Wistar大鼠,取四肢足墊及背部皮下5點為注射部位,分別給大鼠注射上述油包水型抗原乳劑(0.5mL/只),并以此建立EAE動物模型。
1.4 動物干預(yù)及分組 待EAE大鼠第1次發(fā)病后將EAE大鼠隨機(jī)分為3組,即EAE組、LA組和DXM組,每組12只。各組自第1天發(fā)病起分別給予不同藥物進(jìn)行腹腔注射,LA組給予α硫辛酸(100mg·kg-1·d-1),DXM 組給予地塞米松(2 mg·kg-1·d-1),EAE組給予等體積生理鹽水,連續(xù)注射7d。
1.5 神經(jīng)功能檢測[6]神經(jīng)功能評價參照Kono[7]評分標(biāo)準(zhǔn):僅尾部無力,其余部位正常記1分;尾部、雙前肢和(或)雙后肢無力記為2分;尾部無力,雙前肢或雙后肢癱瘓,但被動翻身后仍可復(fù)原記為3分;尾部無力,雙前肢及雙后肢癱瘓,被動翻身后無法復(fù)原記為4分;瀕死狀態(tài)或死亡記為5分。
1.6 組織病理學(xué) 受試大鼠處死,快速取脊髓腰膨大組織并固定于40g/L多聚甲醛中。PBS緩沖液沖洗標(biāo)本,常規(guī)梯度乙醇溶液進(jìn)行標(biāo)本脫水,二甲苯透明,浸蠟,石蠟包埋。采用改良三色染色法進(jìn)行組織切片染色。
1.7 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以±s表示,組間比較采用單因素方差分析,組內(nèi)兩兩比較采用q檢驗;計數(shù)資料以百分率表示,組間比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 實驗大鼠第1次發(fā)病情況 GPSCH誘導(dǎo)免疫后,大鼠陸續(xù)出現(xiàn)精神不振、食欲下降、皮毛雜亂等癥狀;第12天大鼠第1次發(fā)病,主要表現(xiàn)為尾部無力、雙前肢和(或)雙后肢肌張力下降甚至癱瘓、斜頸、無法抬頭等;第14天大鼠進(jìn)入發(fā)病高峰期,臨床癥狀加重,主要表現(xiàn)為四肢麻痹無力(雙后肢更甚),多合并大小便失禁和精神癥狀(易激惹、攻擊行為)。
2.2 復(fù)發(fā)率 LA組和DXM組復(fù)發(fā)率均明顯小于EAE組,組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);LA組與DXM組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 3組大鼠復(fù)發(fā)率比較Table 1 Recurrence rate in different groups(n=12,只數(shù),%)
2.3 神經(jīng)功能缺損評分 發(fā)病后7d、14d,LA組和DXM組神經(jīng)功能缺損評分均明顯低于EAE組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);DXM組神經(jīng)功能缺損評分低于LA組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 3組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較Table 2 Neurologic function score in different groups(n=12,±s,分)
表2 3組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較Table 2 Neurologic function score in different groups(n=12,±s,分)
*P<0.05與EAE組比較 #P<0.05與LA組比較(q檢驗)
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2.4 組織病理學(xué) 改良Bielschowsky銀染色結(jié)果顯示,正常對照組軸索粗細(xì)均勻、走行方向一致、軸索的連續(xù)性完好;EAE組出現(xiàn)不同程度軸索改變,可見軸突腫脹、增粗、彎曲,著色不均,呈鋸齒狀或串珠狀,不連續(xù),甚至斷裂,髓鞘結(jié)構(gòu)層次紊亂(圖1A);LA組軸索改變較EAE組明顯減輕,但仍有少部分軸索腫脹、粗細(xì)不均、排列紊亂(圖1B);DXM組軸索改變情況與LA組類似(圖1C)。
圖1 各組大鼠脊髓軸索組織病理切片(改良Bielschowsky銀染色×400)A.EAE組;B.LA組;C.DXM組Figure 1 Expression of spinal cord axon in different groups(improving Bielschowsky staining×400)
越來越多的證據(jù)支持軸索損傷在MS的發(fā)生與發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[6,8]。氫質(zhì)子磁共振波譜檢查顯示,即使在損傷不明顯的MS患者腦區(qū)也出現(xiàn)N-乙酰天門冬氨(N-acetyl aspartate,NAA)/肌酸(creatine,Cr)比值下降現(xiàn)象,而 NAA/Cr比值變化與軸索損傷程度密切相關(guān),提示MS早期即存在軸索損傷現(xiàn)象[9]。
本研究成功建立EAE大鼠模型,觀察結(jié)果顯示,模型大鼠至免疫誘導(dǎo)后第14天(發(fā)病期),陸續(xù)出現(xiàn)四肢麻痹無力、大小便失禁和精神表現(xiàn)異常等癥狀;首次發(fā)病之后第7天(緩解期)病情相繼緩解;首次發(fā)病后第14天大部分(復(fù)發(fā)期)大鼠再次出現(xiàn)肢體癱瘓癥狀,且此期癥狀表現(xiàn)比首次發(fā)病時更為嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為極度消瘦(體質(zhì)量下降20%~30%)、背部潰瘍、口鼻出血等。改良的三色染色法結(jié)果顯示EAE模型大鼠存在明顯軸索損傷現(xiàn)象,且病程各期表現(xiàn)不一,發(fā)病期軸索損傷明顯,緩解期軸索損傷有所減輕,復(fù)發(fā)期軸索損傷加重,更甚于首次發(fā)病期。本研究結(jié)果提示,EAE模型大鼠軸索損傷趨勢與其臨床病程進(jìn)展一致,進(jìn)一步佐證了軸索損傷與MS密切相關(guān)。探討MS軸索損傷保護(hù)機(jī)制可能是臨床治療MS的新思路。
近年來研究證實,自由基是誘發(fā)MS的重要因素[10-11]。由單核細(xì)胞產(chǎn)生的氧自由基可介導(dǎo)一系列氧化應(yīng)激反應(yīng),從而導(dǎo)致脫髓鞘和軸突損傷;此外,自由基還可通過激活核轉(zhuǎn)錄因子κB,上調(diào)腫瘤壞死因子、血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子1和細(xì)胞間黏附分子1的表達(dá),從而促進(jìn)MS發(fā)生和發(fā)展。因此,調(diào)節(jié)機(jī)體氧自由基水平可能是治療MS的可靠途徑[12-13]。
α硫辛酸是線粒體脫氫酶的天然輔助因子,可有效清除活性氧自由基,阻斷脂質(zhì)過氧化,從而減少機(jī)體氧化應(yīng)激損傷。其對糖尿病周圍神經(jīng)病變患者周圍神經(jīng)的保護(hù)功能已得到公認(rèn)。本研究顯示,采用α硫辛酸進(jìn)行干預(yù)可明顯改善EAE模型大鼠神經(jīng)功能損傷癥狀;組織病理學(xué)結(jié)果證實,α硫辛酸可明顯改善EAE所致的軸索損傷現(xiàn)象;此外,采用α硫辛酸進(jìn)行干預(yù)可明顯降低EAE模型大鼠復(fù)發(fā)率。分析其原因可能與α硫辛酸對EAE所致的軸索損傷發(fā)揮保護(hù)作用有關(guān)。
綜上所述,α硫辛酸對EAE大鼠軸索損傷具有一定保護(hù)作用。然而,α硫辛酸對EAE的作用機(jī)制尚未完全明確,有待進(jìn)一步深入研究。
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