石學慧 張素蘭 曹夏 王凌燕 段霞 劉未艾 張志萍△
(1.湖南中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院,湖南長沙410005;2.湖南中醫(yī)藥大學,湖南長沙410208)
·研究報告·
巨刺對局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠腦組織VEGF和Ang-1蛋白表達的影響*
石學慧1張素蘭2曹夏2王凌燕2段霞2劉未艾1張志萍1△
(1.湖南中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院,湖南長沙410005;2.湖南中醫(yī)藥大學,湖南長沙410208)
目的觀察巨刺對腦缺血再灌注損傷大鼠腦組織VEGF和Ang-1蛋白表達的影響,探討巨刺治療腦缺血再灌注損傷可能的作用機制。方法雄性SD大鼠按隨機數(shù)字表法隨機分為空白組、假手術組、模型組、健側針刺(即巨刺法)組、患側針刺組。各組再分為3 d和14 d兩個亞組。采用改良線栓法制備腦缺血再灌注損傷大鼠模型。于再灌注24 h后,健側針刺組針刺人中、百會及電針健側穴位;患側針刺組針刺人中、百會及電針患側穴位。電針選用疏密波,每次持續(xù)刺激30 min,每日1次。分別于3 d和14 d光鏡下觀察大鼠缺血腦組織結構;采用免疫組化法(S-ABC法)測定大腦皮質(zhì)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和血管生成素-1(Ang-1)蛋白表達的變化。結果針刺治療后大鼠缺血區(qū)腦組織損傷程度明顯改善,其中健側針刺組較患側針刺組改善明顯;健側針刺組、患側針刺組VEGF及Ang-1的表達均較模型組增多(P<0.05);而健側針刺組的表達較患側針刺組顯著增多(P<0.05)。結論巨刺能夠明顯改善再灌注損傷大鼠缺血區(qū)腦組織損傷程度,其機制可能與上調(diào)腦組織VEGF和Ang-1表達有關。
巨刺腦缺血再灌注損傷血管內(nèi)皮生長因子血管生成素-1腦組織
近年來我國缺血性腦血管病發(fā)病呈現(xiàn)年輕化的趨勢,且致殘率居高不下。研究表明,缺血缺氧刺激和臨床溶栓藥物的使用在血管再通、血流供應恢復的同時往往帶來再灌注損傷。腦缺血再灌注損傷是指缺血腦組織恢復血供后,腦組織損傷反而進一步加重。針灸不僅能治療缺血性腦病,而且對防治腦缺血再灌注損傷方面也取得了一定成效[1]。巨刺治療中風偏癱古已有之,現(xiàn)代報道亦療效滿意,并且具有普通針刺所不具備的可配合運動療法、不加重患側痙攣程度等優(yōu)點。然而相關實驗研究較少,缺乏客觀的指標說明其治療機制。研究發(fā)現(xiàn),腦缺血后微血管新生促進血流恢復和氧供的同時為神經(jīng)再生和突觸發(fā)生創(chuàng)造了條件,影響神經(jīng)功能恢復,也決定著預后。而血管生成與血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和血管生成素(Ang)這兩種主要的促血管生成因子密切相關。VEGF作用于血管形成早期,促進原始血管網(wǎng)形成;Ang則作用于隨后的血管改建,促進形成成熟的血管網(wǎng)。因此本實驗觀察巨刺對腦缺血再灌注損傷大鼠腦組織VEGF和血管生成素-1(Ang-1)蛋白表達的影響,探討巨刺治療腦缺血再灌注損傷可能的作用機制。現(xiàn)報告如下。
1.1動物清潔級健康SD雄性大鼠140只,體質(zhì)量(260±20)g,湖南中醫(yī)藥大學動物實驗中心提供,在實驗前與實驗中分批購入,動物合格證號:SCXK(湘)2013-0004,飼養(yǎng)溫度20~25℃,相對濕度50%~70%。
1.2實驗材料電針儀,M6805-Ⅰ型;華佗牌31號0.5寸無菌針灸針;VEGF、Ang-1免疫組化(S-ABC法)試劑盒由武漢博士德生物工程有限公司提供。
1.3模型制備造模方法參照Zea Longa線栓法制備模型[2],栓塞2 h后拔出魚線再灌注。假手術組不阻塞大腦中動脈,插線深度5 mm左右,其余手術步驟同模型組。造模動物在自然蘇醒后,按照Zea-Longa神經(jīng)缺損體征評分標準評分[2]。造模后即刻評分,為1~3分者納入實驗,未達標準者剔除。
1.4分組與干預采用隨機數(shù)字表法分為空白組、假手術組各20只;造模組60只,造模后再分為模型組、健側針刺組、患側針刺組;各組再分為3 d亞組和14 d亞組,各10只;其余40只備用。空白組、假手術組、模型組正常喂養(yǎng)3 d和14 d。健側針刺組(即巨刺組)針刺人中、百會及健側肢體曲池、合谷、足三里、三陰交行電針治療;患側針刺組針刺人中、百會及患側肢體曲池、合谷、足三里、三陰交行電針治療。取穴定位、針刺深度均參照中國針灸學會實驗針灸研究會華興邦等制定的《常用動物腧穴圖譜》[3]。電針治療波形選用疏密波,電流強度1 mA,以大鼠觸須、耳朵微動為度,每次持續(xù)刺激30 min。在缺血再灌注24 h后行第1次電針治療,每日1次。
1.5標本采集與檢測每組大鼠分別于3 d和14 d行最后一次治療后取材,深度麻醉后以預冷的0.9%氯化鈉注射液左心室灌流沖洗,換經(jīng)預冷的4%多聚甲醛固定,斷頭取腦,制備石蠟切片,取大腦皮質(zhì)缺血區(qū)為觀察部位,以相鄰切片用于HE染色和免疫組化。HE染色后于400倍光鏡下觀測各組皮質(zhì)區(qū)缺血腦組織形態(tài)學改變。免疫組化檢測腦組織缺血區(qū)及周圍VEGF、Ang-1的表達情況:免疫組化步驟按照試劑盒說明書進行操作。結果判定以胞漿染成棕黃色為陽性細胞。每例大鼠選3張切片,每張切片隨機選3個視野進行攝像(400倍),用IPP6.0圖像處理分析軟件分別對VEGF、Ang-1的陽性細胞的平均光密度進行分析。
1.6統(tǒng)計學處理采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件分析。計量資料以(±s)表示,均進行正態(tài)性、方差齊性檢驗,各組組間差異采用單因素方差分析,若方差齊時采用LSD檢驗,不服從正態(tài)性和(或)方差不齊時用非參數(shù)檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1各組腦組織常規(guī)病理染色結果見圖1。空白組、假手術組大腦皮質(zhì):細胞層次整齊,結構完整,具有完整細胞核和豐富的胞漿,染色均勻。模型組大腦皮質(zhì):細胞數(shù)顯著減少,細胞層次模糊、不完整,排列疏松,細胞形態(tài)腫脹不規(guī)則,梗死灶邊緣可見壞死細胞。健側針刺組:細胞數(shù)多于模型組,層次豐富,排列緊密,部分神經(jīng)細胞完整,壞死細胞數(shù)量較模型組明顯減少?;紓柔槾探M:與健側針刺組比較,組織結構較疏松,間質(zhì)稍見水腫,壞死細胞數(shù)量較健側針刺組稍多。
圖1 光鏡下各組大鼠缺血腦組織結構(400倍)
2.2各組動物VEGF和Ang-1表達水平比較見表1。空白組、假手術組的腦缺血及周圍組織均有少量VEGF和Ang-1表達,兩者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與空白組、假手術組相比,其他3組的VEGF、Ang-1表達均顯著增加(P<0.01);與模型組比較,健側針刺組和患側針刺組VEGF、Ang-1表達較前者上升(P<0.05);健側針刺組與患側針刺組相比,前者優(yōu)于后者(P<0.05)。
表1 各組大鼠3 d、14 d后大腦皮質(zhì)VEGF、Ang-1蛋白表達的比較(±s)
表1 各組大鼠3 d、14 d后大腦皮質(zhì)VEGF、Ang-1蛋白表達的比較(±s)
與空白組、假手術組比較,△P<0.01;與模型組比較,*P<0.05;與健側針刺組比較,☆P<0.05。
組別n空白組10假手術組10模型組10健側針刺組10患側針刺組10 3 d亞組0.138±0.035 0.124±0.031 0.260±0.052△0.375±0.064△*0.316±0.066△*☆14 d亞組0.132±0.026 0.141±0.036 0.242±0.052△0.359±0.065△*0.298±0.063△*☆
“巨刺”首見于《內(nèi)經(jīng)》,屬于九刺法之一。早在元代杜思敬的《濟生拔粹·針經(jīng)摘英集》就有關于巨刺治療腦卒中的明確記載。中醫(yī)學認為缺血性中風是由于氣血瘀滯、腦脈痹阻、竅閉神匿、肌膚筋脈失于濡養(yǎng),肢體失用所致。而巨刺法是運用全身經(jīng)絡系統(tǒng)相互溝通、聯(lián)系的特點,通過刺激健側經(jīng)絡,調(diào)動正氣,借健側經(jīng)絡間接達到疏通患側氣血,改善患側肢體經(jīng)絡阻滯不通、針感較差、不容易得氣的特點。因此,本實驗以針刺健側肢體作為實驗組,以針刺患肢作對照。通過人中、百會醒腦調(diào)神導氣;內(nèi)關調(diào)理心神、疏通氣血;曲池疏通肢體經(jīng)絡;足三里補虛健運、調(diào)和氣血;三陰交補三陰、益肝腎、調(diào)氣血。根據(jù)經(jīng)絡理論,人體經(jīng)絡系統(tǒng)是通過臟腑組織和奇經(jīng)八脈相互溝通,且部分經(jīng)絡左右交叉。因此,左右側經(jīng)絡在生理上是互相聯(lián)系,在病理上是相互影響?,F(xiàn)代解剖學同樣可以為巨刺治療中風偏癱提供理論依據(jù)[4]。
缺血性腦血管病的現(xiàn)代醫(yī)學治療主要有超早期溶栓治療、保護神經(jīng)細胞,其目的在于盡快恢復血供和重建神經(jīng)結構。而神經(jīng)細胞的增殖并不是單獨發(fā)生的,神經(jīng)前體細胞的增殖與血管的生成密切相關。因此通過對血管再生的研究就可以大致了解和掌握神經(jīng)元再生的情況。VEGF是已知的促進血管生長作用最強的細胞因子,VEGF/VEGFR系統(tǒng)激活使內(nèi)皮細胞增生并誘導新生血管形成,增加受累腦組織再灌注及供氧量,從而減輕缺血再灌注損傷。Ang-1可以抑制血管內(nèi)皮細胞的凋亡,減輕腦缺血后血腦屏障的滲漏從而減少梗死體積,促進血管內(nèi)皮細胞的出芽與遷移。研究表明,針灸治療缺血性腦病具有促進血管新生的作用[5]。因此,本研究以VEGF、Ang-1為檢測指標。而局灶性腦缺血大鼠缺血腦組織VEGF在缺血第3日達高峰[6]。Ang-1于第14日達高峰[7]。故本實驗分別于3 d和14 d檢測缺血腦組織VEGF、Ang-1的表達水平。實驗觀察到,手術創(chuàng)傷對腦內(nèi)血管內(nèi)皮細胞VEGF及Ang-1的表達無明顯影響;模型組VEGF及Ang-1的表達上升,說明腦缺血時,腦組織在一定程度上會自發(fā)性地出現(xiàn)血管新生,這與劉媛媛等的研究結果相一致[8];健側針刺組、患側針刺組VEGF及Ang-1的表達均較模型組明顯增多,而健側針刺組較患側針刺組明顯,說明針刺可以改善腦缺血再灌注損傷大鼠缺血腦組織損傷程度,實現(xiàn)對腦缺血損傷的保護作用,而巨刺的效果更明顯。巨刺可調(diào)節(jié)促血管生成相關因子,改善腦缺血后病側腦的血液循環(huán),通過促進內(nèi)皮細胞增生并誘導內(nèi)皮細胞遷移,新生血管形成,改善腦病灶及周圍腦細胞的營養(yǎng),從而改善缺血區(qū)腦組織的損傷程度。其作用可能是通過上調(diào)VEGF、Ang-1來實現(xiàn)的,這可能是巨刺治療腦缺血再灌注損傷的機制之一。本實驗結果與文獻報道相符合[9]。但有文獻報道VEGF也增加血管的通透性,可以導致腦水腫進而加重缺血性腦損害[10]。因此,巨刺的作用機制可能是多層次的,具體是哪些因子在起主導作用,又或是抑制了哪些細胞因子,有待進一步的研究。本研究提示了針刺與VEGF、Ang-1可能存在必然聯(lián)系,從血管生成的角度初步探討巨刺治療缺血再灌注損傷的作用機制,為進一步探索巨刺的作用機制提供實驗依據(jù)。
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Effects of Opposing Needling on the Expression of VEGF and Ang-1 in Brain Tissue in Rats with Focal Cerebral Ischemia-reperfusion Injury
SHI Xuehui,ZHANG Sulan,CAO Xia,et al.The Second Affiliated Hospital,Hunan University of TCM,Hunan,Changsha 410005,China
Objective:To observe the effects of opposing needling on the expression of VEGF and Ang-1 in brain tissue in rats with focal cerebral ischemia-reperfusion injury and explore the possible mechanism of the opposing needling for treating rats with focal cerebral ischemia-reperfusion injury.Methods:One hundred SD male rats were randomly divided into the blank group,the sham-operated group,the model group,the unaffected-side acupuncture group(opposing needling group)and the affected-side acupuncture group,with twenty rats in each group.And groups were divided into 3d subgroup and 14d subgroup.The model of focal cerebral ischemia-reperfusion was established by inserting nylon thread into the internal carotid artery.Twenty-four hours after reperfusion,Unaffected-side acupuncture group,as well as Affected-side acupuncture group,was treated with"renzhong","baihui"and electro-acupuncture.Electro-acupuncture was chosen with constant stimulation of the density wave for thirty minutes every day.The ultrastructure of brain tissue on 3 rd and 14 th day after focal cerebral ischemia reperfusion was observed with the optical microscope.And the expression of VEGF and Ang-1 in cerebral cortex tissue was detected with immunehistochemical method.Results:The degree of ischemic brain tissue damage in rats was improved significantly after acupuncture.But the unaffected-side acupuncture group had an more obvious improvement than that of the affected-side acupuncture group.In comparison with the sham group,the expression of VEGF and Ang-1 in unaffected-side acupuncture group and affected-side acupuncture group increased significantly(P<0.05).And the expression of VEGF and Ang-1 in unaffected-side acupuncture group was more than that in the affected-side acupuncture group(P<0.05).Conclusion:Opposing needling can greatly improve the injury of ischemia reperfusion of brain tissue in rats,which may be related to its effect in up regulating VEGF an-d Ang-1 after the ischemia-reperfusion injury.
Opposing needling;Ischemia-reperfusion;VEGF;Ang-1;Brain tissue
R285.5
A
1004-745X(2015)09-1525-03
10.3969/j.issn.1004-745X.2015.09.007
2015-04-22)
湖南省科技計劃項目(S2014S2033)
(電子郵箱:1617564871@qq.com)