張 野,叢德毓,張紅石,胡冠宇,汲廣成,王宇峰*
(1.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué),長(zhǎng)春 130117;2.吉林省中醫(yī)院,長(zhǎng)春 130021;3.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三臨床醫(yī)院,長(zhǎng)春 130117)
缺血性腦卒中是引起認(rèn)知障礙的主要因素,絕大多數(shù)缺血性腦卒中患者都會(huì)伴有認(rèn)知障礙,嚴(yán)重者會(huì)有抑郁傾向。目前認(rèn)為認(rèn)知障礙病變的關(guān)鍵部位在尾狀核、丘腦、內(nèi)囊膝部、角回和額頂葉等,且在左半球損傷的認(rèn)知障礙較右側(cè)重。流行病學(xué)和臨床病理研究發(fā)現(xiàn),認(rèn)知障礙與腦血管病變密切相關(guān)。大鼠P38絲裂源活化蛋白激酶(P38MAPK)磷酸化后可被激活,參與炎癥、應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等,是機(jī)體眾多細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的中轉(zhuǎn)站,是各類炎癥反應(yīng)的重要激酶,一般認(rèn)為激活升高,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡,但是對(duì)腦損傷需要進(jìn)一步研究。研究[1]表明P38MAPK 在阿爾茨海默病血液與疾病持續(xù)時(shí)間呈正相關(guān),也就是認(rèn)知障礙患者中P28MAPK 表達(dá)增加,且在大腦與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)區(qū)域中高度表達(dá)[2]。在各種認(rèn)知障礙動(dòng)物模型中也進(jìn)證實(shí)了p38MAPK 參與 Aβ 誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷的證據(jù)表明,p38MAPK 活性在認(rèn)知障礙的病理展中起重要作用,抑制認(rèn)知神經(jīng)元細(xì)胞中 p38MAPK 的激活是認(rèn)知障礙的治療途徑之一。
1.1 材料 從長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司購(gòu)買SD 大鼠30 只,體質(zhì)量(220~230)g,進(jìn)入長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心飼養(yǎng),隨機(jī)分為3 組,每組10只,其中2 組進(jìn)行腦卒中造模,隨機(jī)選擇1 組作為頭針聯(lián)合中藥組進(jìn)行頭針和中藥治療,另1 組作為模型組不予治療,未造模1 組作為空白組作為健康對(duì)照,飼養(yǎng)間保持溫度光照和濕度為23℃、12/12 光照周期(55±10)%,并自由飲水。實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理要求,已經(jīng)通過(guò)長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)審批(20190151)。
1.2 缺血性腦卒中大鼠模型建立 采用改良的大腦中動(dòng)脈栓塞在灌注(MCAO)造模法,術(shù)前24 h大鼠禁食不禁水,以10%水合氯醛腹腔注射麻醉(0.35 g/kg),確保大鼠手術(shù)全程無(wú)痛,以仰臥固定后常規(guī)消毒。在頸部正中切一口,用止血鉗鈍性分離組織,找到左側(cè)頸總動(dòng)脈,分離左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈,掛線備用,結(jié)扎頸外動(dòng)脈。再結(jié)扎頸總動(dòng)脈,夾閉頸內(nèi)動(dòng)脈。在頸總動(dòng)脈上距離分叉2 mm 處剪一斜口,穿入線栓,輕提頸內(nèi)動(dòng)脈縫合線并松開(kāi)頸內(nèi)動(dòng)脈血管夾,沿頸內(nèi)動(dòng)脈將線栓穿過(guò)顱骨直至手下有明顯阻力時(shí)(18 mm),實(shí)現(xiàn)大腦中動(dòng)脈阻塞,導(dǎo)致腦缺血。結(jié)扎切口并固定線栓,剪斷多余部分縫合線,縫合傷口,予大鼠注射青霉素20 萬(wàn)單位,防止感染,完成造模。造模后進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分。
1.3 干預(yù)方法 頭針聯(lián)合中藥治療,在造模成功后,首先中藥灌胃,按照成人1/30 的比例用量,以赤芍20 g,川芎20 g,蒲黃20 g,葛根20 g,槐花20 g,地龍20 g,紅花12 g,豨薟草30 g,三七18 g,加適量水熬2 h,剩余藥液300 mL。給藥時(shí)每只大鼠灌胃5 mL。頭針治療在灌胃后進(jìn)行,取腦部的頂區(qū)及頂前區(qū),以0.5 寸針向前方刺入,采取叢刺法和長(zhǎng)留針?lè)绞?,以醫(yī)用膠布?jí)K固定,放入無(wú)墊料籠中,配合帶針運(yùn)動(dòng),留針6~8 h,每日1 次,每周針刺5 次,持續(xù)4 周。
1.4 血清和腦組織中p38MAPK 濃度測(cè)定 治療周期結(jié)束后,分別將空白組、模型組、聯(lián)合組的大鼠以10%水合氯醛腹腔注射麻醉(0.35 g/kg),確保大鼠肌肉放松并且無(wú)痛,剪開(kāi)腹腔,腹主動(dòng)脈取血5 mL,并將血液樣本離心(2 000×g,4℃、15 min),離心后獲得上層血清。大鼠處于麻醉狀態(tài),取血后斷頭處死,立即剝離腦組織,腦樣本按質(zhì)量體積比1 g:9 mL 加入9 倍體積的磷酸鹽緩沖液(PH 7.4),手工或勻漿器將標(biāo)本充分勻漿并離心(2 000×g,4℃、15 min),收集上清液體備用。采用ELISA 法檢測(cè)大鼠血清p38MAPK(南京建成生物工程研究所;大鼠96T),嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.5 大鼠行為學(xué)檢測(cè) Morris 水迷宮試驗(yàn),用于測(cè)試大鼠的復(fù)雜記憶和空間定位能力。水迷宮(ZS-001moriss)由一個(gè)圓柱形水槽和圖像采集分析系統(tǒng)構(gòu)成(DIGITAL CCD CAMERA),四周圍有遮光布,減少外界干擾,利用動(dòng)物求生本能,尋找隱藏水中的平臺(tái),記錄每只大鼠所需要的時(shí)間和路線。
1.6 觀察指標(biāo) 觀察各組大鼠血清及腦組織中p38MAPK 的濃度和大鼠行為學(xué)檢測(cè)的水迷宮測(cè)試、懸吊試驗(yàn),并且結(jié)合大鼠行為學(xué)改變與大鼠血清和腦組織內(nèi)p38MAPK 的濃度變化分析頭針聯(lián)合中藥的作用機(jī)制。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,組間比較采用單因素方差分析,治療前后對(duì)比采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
2.1 建模結(jié)果 建模后未出現(xiàn)大鼠腹膜炎跡象,具有正常生命體征,觀察10 只空白對(duì)照大鼠和20 只造模大鼠(模型組和聯(lián)合組)在造模前后的行為學(xué)變化,水迷宮測(cè)試結(jié)果顯示造模前3 組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,造模后2 組與空白組比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),提示造模成功,見(jiàn)表1。
表1 各組造模前后水迷宮測(cè)試時(shí)間比較(,n =10)s
表1 各組造模前后水迷宮測(cè)試時(shí)間比較(,n =10)s
注:與空白組比較,# P <0.05
2.2 P38MAPK 濃度結(jié)果 大鼠血清中P38MAPK 濃度結(jié)果顯示,空白組與模型組比較,具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);聯(lián)合組與模型組比較,具有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。大鼠腦組織中P38MAPK濃度結(jié)果顯示,空白組與模型組比較,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),聯(lián)合組與模型組比較,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),見(jiàn)表2。
表2 各組血清與腦組織內(nèi)P38MAPK 比較(,n =10)(nmol/L)
表2 各組血清與腦組織內(nèi)P38MAPK 比較(,n =10)(nmol/L)
注:與模型組比較,# P <0.05,## P <0.01
2.3 治療1 周后大鼠行為學(xué)功能結(jié)果 觀察3 組大鼠在治療前后的行為學(xué)變化。水迷宮測(cè)試結(jié)果顯示,聯(lián)合組在治療前后比較,尋找平臺(tái)時(shí)間減少,具有顯著性差異(P<0.01),治療后模型組分別和空白組、聯(lián)合組比較,均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),見(jiàn)表3。治療后模型組、空白組、聯(lián)合組大鼠行為學(xué)路線比較,見(jiàn)圖1。
表3 各組治療前后水迷宮測(cè)試時(shí)間比較(,n =10) s
表3 各組治療前后水迷宮測(cè)試時(shí)間比較(,n =10) s
注:與其他2 組比較,# P <0.05
圖1 大鼠治療前后水迷宮測(cè)試路線比較
缺血性腦卒后的認(rèn)知障礙屬于中醫(yī)理論中的“呆病”范疇,是腦動(dòng)脈梗死引起的腦組織缺血和缺氧而導(dǎo)致。針刺和中藥臨床聯(lián)用療效顯著,研究[3]表明針灸和中藥可以抗血栓、保護(hù)血管,能夠?qū)τ谘軆?nèi)皮組織細(xì)胞產(chǎn)生影響,從而促進(jìn)血管內(nèi)皮再生和重塑,增加側(cè)支循環(huán),結(jié)合長(zhǎng)白山通經(jīng)調(diào)臟手法流派學(xué)術(shù)實(shí)踐,采用頭針聯(lián)合中藥的治療方案進(jìn)行治療,一方面通過(guò)對(duì)督脈的疏通,調(diào)節(jié)腦內(nèi)神經(jīng)功能,尤其注重觀察神智方面癥狀的改善;另一方面活血化瘀的藥物,調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)血管再生,達(dá)到“治神調(diào)形”的效果,臨床應(yīng)用較廣,療效確切,但是多停留于理論方面和臨床觀察研究,在作用機(jī)理方面仍然缺乏足夠認(rèn)識(shí)。
頭針聯(lián)合中藥治療方案是基于活血通經(jīng)的傳統(tǒng)治療原則和腦缺血后的血管再生保護(hù)機(jī)制而確立。血管再生(angiogenesis)是通過(guò)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分化增殖、轉(zhuǎn)運(yùn)、重組、分裂、分支而形成新的血管網(wǎng)絡(luò),從而改善局部血液循環(huán)和血氧供應(yīng),與中醫(yī)的活血通經(jīng)理論具有一致性,在既往的臨床治療中顯示具有良好療效,但是缺少理論機(jī)制的研究。腦卒中是由于大腦動(dòng)脈突然閉塞而導(dǎo)致的腦血流減少,腦組織由于循環(huán)不足、缺少氧氣以及能量不足而導(dǎo)致神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等功能損害,致使認(rèn)知障礙等一系列病變。所以基于《靈樞經(jīng)》“頭有氣街”理論,并結(jié)合缺血性腦卒中與頭氣街的聯(lián)系,應(yīng)用頭針?lè)椒ㄟM(jìn)行治療。治療腦卒中主要選取頂區(qū)和頂前區(qū)以及額區(qū),并以頭部的重要經(jīng)脈督脈作為縱向維度基準(zhǔn),既符合頭針?lè)謪^(qū)理論又兼顧通督調(diào)神理念。本研究選取活血化瘀的赤芍、紅花、地龍、蒲黃、三七和通經(jīng)絡(luò)的川芎、葛根、槐花、豨薟草進(jìn)行組方,依據(jù)臨床實(shí)踐中對(duì)于卒中后認(rèn)知障礙治療,進(jìn)行對(duì)腦卒中后認(rèn)知障礙大鼠模型治療的實(shí)驗(yàn),并結(jié)合p38MAPK 探索其作用機(jī)制。
P38MAPK是能夠感受不同的生物學(xué)刺激的物質(zhì)之一,參與許多信號(hào)傳到通路,在中樞系統(tǒng)中P38MAPK與學(xué)習(xí)和記憶功能相關(guān)[4],在學(xué)習(xí)記憶區(qū)域高度表達(dá),可能是相關(guān)腦功能的關(guān)鍵信號(hào)[5]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,造模后模型組的血清內(nèi)檢測(cè)P38MAPK 濃度高于空白組(P<0.01)。造模后模型組的腦組織內(nèi)P38MAPK濃度高于空白組(P<0.05),說(shuō)明腦卒中后認(rèn)知障礙大鼠模型的血液及腦組織中P38MAPK 濃度均受到影響,這與研究[6]關(guān)于P38MAPK 參與Aβ 誘導(dǎo)神經(jīng)元損傷的研究一致。楊申[7]予血管性癡呆大鼠模型P38MAPK 抑制劑SB202190,結(jié)果證明P38MAPK 是導(dǎo)致認(rèn)知障礙發(fā)生的物質(zhì)之一,且相關(guān)通路具有促進(jìn)神經(jīng)元生長(zhǎng)作用。研究[8]發(fā)現(xiàn)P38MAPK 可以激活下游Caspase-3,能夠啟動(dòng)細(xì)胞的凋亡,造成神經(jīng)細(xì)胞損傷,治療后聯(lián)合組血清內(nèi)P38MAPK 濃度低于模型組(P<0.01),聯(lián)合組腦組織內(nèi)P38MAPK 濃度低于模型組(P<0.05),說(shuō)明頭針聯(lián)合中藥的方案能夠通過(guò)干預(yù)P38MAPK 修復(fù)卒中后大鼠認(rèn)知障礙功能。P38MAPK 可以激活下游Caspase-3,能夠啟動(dòng)細(xì)胞的凋亡,造成神經(jīng)細(xì)胞損傷。治療后聯(lián)合組血清內(nèi)P38MAPK濃度低于模型組,有顯著性差異(P<0.01),聯(lián)合組腦組織內(nèi)P38MAPK 濃度低于模型組,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),說(shuō)明頭針聯(lián)合中藥的方案能夠通過(guò)干預(yù)P38MAPK 從而修復(fù)卒中后大鼠認(rèn)知障礙功能。
綜上所述,本研究表明大鼠腦組織和血清內(nèi)P38MAPK 濃度升高與大鼠缺血性腦卒中的認(rèn)知障礙發(fā)生相關(guān),大鼠血清和腦組織內(nèi)P38MAPK 參與卒中大鼠認(rèn)知恢復(fù)過(guò)程,頭針聯(lián)合中藥的治療方案可以促進(jìn)卒中后認(rèn)知障礙大鼠模型血清及腦組織內(nèi)P38MAPK的濃度降低,能夠促進(jìn)修復(fù)受損傷大鼠模型的空間記憶能力。