馬小晴,郎豐龍,趙 爽,張 強(qiáng)
(撫順市中心醫(yī)院,遼寧 撫順 113006)
缺血性腦血管病多發(fā)于中老年人,發(fā)病率、致殘率和病死率均較高,如未及時治療,可導(dǎo)致腦組織不可逆損傷,及時治療后患者仍有復(fù)發(fā)可能,且多數(shù)患者留有偏癱、失語等后遺癥,給社會和家庭帶來了沉重負(fù)擔(dān)[1-2]。臨床上治療缺血性腦血管病主要通過重建血流,恢復(fù)缺血區(qū)血液供應(yīng)以減少腦損傷。近年臨床研究發(fā)現(xiàn),缺血性腦組織血管自然再通或經(jīng)溶栓治療恢復(fù)血流后,再灌注的血流可引起一系列級聯(lián)反應(yīng),從而加重腦組織損傷,導(dǎo)致腦組織缺血再灌注損傷[3]。補(bǔ)陽還五湯是臨床治療缺血性腦血管病常用方劑之一,有益氣活血之功效,血塞通主要成分為三七總皂苷,有活血祛瘀、通脈活絡(luò)等作用[4-5]。補(bǔ)陽還五湯和血塞通用于治療缺血性腦血管病已有文獻(xiàn)報(bào)道[6-7],但兩者合用對于缺血再灌注損傷的報(bào)道較少。本研究通過建立局灶性腦缺血再灌注大鼠模型,模擬缺血再灌注損傷導(dǎo)致的腦梗死過程,觀察補(bǔ)陽還五湯聯(lián)合血塞通的益氣活血法對局灶性腦缺血再灌注大鼠的腦保護(hù)作用,并探討其作用機(jī)制,以期為臨床治療缺血性腦血管病提供參考。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物 7周齡SPF級健康雄性SD大鼠114只,體質(zhì)量(200±20)g,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司,生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2016-0006。大鼠購入后于通風(fēng)環(huán)境,溫度(23±2)℃,濕度(50±5)%,明暗周期12 h/12 h循環(huán),適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)撫順市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物管理委員會審批通過。
1.2 藥物與試劑 注射用血塞通凍干粉(黑龍江珍寶島藥業(yè)股份有限公司,國藥準(zhǔn)字Z20026437,規(guī)格:400 mg,批號:20170603);補(bǔ)陽還五湯煎液(本院自制);TTC染色液(2%)(北京索萊寶科技有限公司,貨號:G3005);兔抗大鼠無翅型MMTV整合位點(diǎn)家族成員3a(wingless-type MMTV integration site family member 3a,Wnt3a)單抗(貨號:ab219412)、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)單抗(貨號:ab93926)、β-連環(huán)蛋白(β-catenin)單抗(貨號:ab184919)、細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1)單抗(貨號:ab134175)、B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)多抗(貨號:ab196495)、Bax單抗(貨號:ab182733)、辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔IgG(貨號:ab6721)均購自美國Abcam公司。
1.3 主要儀器 101-1A烘箱(上海坤天實(shí)驗(yàn)室儀器有限公司);SLAN-96P/SLAN-96S/48P實(shí)時熒光定量PCR儀(上海宏石醫(yī)療科技有限公司);DYCZ-20H型高通量垂直電泳儀(北京六一生物科技有限公司)。
1.4 造模與分組 取80只大鼠,禁食不禁水12 h,采用大腦中動脈栓塞法[8]建立局灶性腦缺血再灌注模型。1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉大鼠,仰臥位固定,縱切左側(cè)頸部正中部位皮膚暴露頸總動脈,分離頸外和頸內(nèi)動脈,結(jié)扎頸外動脈遠(yuǎn)心端,夾閉頸內(nèi)動脈、頸總動脈,將線栓自頸總動脈向顱內(nèi)方向插入,插入深度18~20 mm至出現(xiàn)阻力,結(jié)扎線栓切口下方,松開動脈夾。術(shù)后大鼠加電熱毯保暖,記錄缺血開始時間,2 h后緩慢拔出線栓,縫合傷口,使用適量抗生素以防感染。另取17只大鼠為假手術(shù)組,手術(shù)方法同上,僅暴露頸總動脈、頸外動脈、頸內(nèi)動脈,然后逐層縫合皮膚。剩余17只大鼠為空白組,不做任何處理。
建模成功標(biāo)準(zhǔn):待大鼠清醒后,參照Longa等[9]的方法對大鼠神經(jīng)功能缺損進(jìn)行評分,剔除手術(shù)過程中死亡大鼠,神經(jīng)功能缺損評分2~3分納入實(shí)驗(yàn)。建模成功大鼠共69只,隨機(jī)分為模型組17只,血塞通組17只,補(bǔ)陽還五湯組17只、聯(lián)合組18只。
1.5 實(shí)驗(yàn)給藥 神經(jīng)缺損評分完畢后,根據(jù)動物與人體等效劑量換算[10],進(jìn)行給藥。注射用血塞通凍干粉采用專用溶劑溶解后以5%葡萄糖注射液稀釋至質(zhì)量濃度為10 mg/mL備用;補(bǔ)陽還五湯方藥組成:黃芪120 g,當(dāng)歸尾6 g,赤芍5 g,川芎3 g,桃仁3 g,紅花3 g,地龍3 g,用雙蒸水浸泡4 h,水煎2次(加水量分別是藥材質(zhì)量混度的10倍、8倍,煎煮時間分別為2、1 h),合并煎液濃縮至生藥質(zhì)量濃度為2 g/mL,pH值調(diào)至7.0備用。給藥方法:血塞通組大鼠尾靜脈注射血塞通溶液(50 mg/kg)+灌胃生理鹽水(10 mL/kg);補(bǔ)陽還五湯組大鼠尾靜脈注射5%葡萄糖注射液(5 mL/kg)+灌胃補(bǔ)陽還五湯煎劑(20 g/kg);聯(lián)合組大鼠尾靜脈注射血塞通溶液(50 mg/kg)+灌胃補(bǔ)陽還五湯煎劑(20 g/kg);空白組、假手術(shù)組和模型組大鼠尾靜脈注射5%葡萄糖注射液(5 mL/kg)+灌胃生理鹽水(10 mL/kg),1次/d,連續(xù)給藥7 d。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 神經(jīng)功能缺損評分 分別于缺血再灌注后1、3、7 d,每次干預(yù)后2 h,對各組大鼠進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評分,評分方法同前。
1.6.2 大腦含水量 末次干預(yù)后2 h,每組隨機(jī)選取6只大鼠,脫頸處死,斷頭取腦,用濾紙擦干腦組織表面血跡,進(jìn)行稱重,為腦濕質(zhì)量,之后110 ℃烘箱中烘干再次稱重,為腦干質(zhì)量,腦含水量=(腦濕質(zhì)量-腦干質(zhì)量)/腦濕質(zhì)量×100%。
1.6.3 腦梗死體積 末次干預(yù)后2 h,每組隨機(jī)取6只大鼠,脫頸處死后取腦,去除嗅球和小腦,自額極開始間隔2 mm使用切刀連續(xù)切取5張冠狀腦片-20 ℃保存。放入TTC染色液中,37 ℃避光染色,兩面分別染色10~15 min后,4%多聚甲醛中固定過夜。TTC染色后,梗死大腦區(qū)域因無法著色呈現(xiàn)白色,正常腦組織呈紅色,觀察拍照,采用Image-Pro Plus 6.0圖像軟件測量梗死區(qū)域面積,腦梗死體積=腦梗死面積×切片厚度(2 mm),分析腦梗死體積百分比,腦梗死體積百分比=腦梗死體積/全腦體積×100%。
1.6.4 腦組織Wnt3a mRNA、GSK-3β mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA、Bcl-2 mRNA、Bax mRNA相對表達(dá)量 末次干預(yù)后2 h,脫頸處死各組剩余大鼠,取腦保存于液氮中。取液氮保存腦組織70 mg,采用Trizol法提取總RNA,檢測樣品RNA濃度和純度,按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書反轉(zhuǎn)錄cDNA。反應(yīng)體系:cDNA模板1 μL,上下游引物各1 μL,Taq DNA聚合酶10 μL,雙蒸水7 μL。反應(yīng)條件:94 ℃預(yù)變性10 min;94 ℃變性5 s,60 ℃退火20 s,72 ℃延伸10 s,共35個循環(huán)。以GAPDH為內(nèi)參基因,按照2-△△CT計(jì)算目的基因的相對表達(dá)量。引物序列見表1。
表1 引物序列
1.6.5 腦組 織Wnt3a、GSK-3β、β-catenin、CyclinD1、Bcl-2、Bax蛋白相對表達(dá)量 取液氮保存腦組織70 mg,冰上裂解,提取總蛋白,采用BCA蛋白定量試劑盒測定蛋白濃度。100 ℃加熱5 min進(jìn)行蛋白變性,制備蛋白上樣液,進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳,將蛋白電轉(zhuǎn)至PVDF膜,加入5%脫脂牛奶封閉2 h,將膜分別與1:1 000稀釋的Wnt3a、GSK-3β、β-catenin、Axin2、Bcl-2、Bax、GAPDH一抗4 ℃封閉過夜,洗膜,加入1:4 000稀釋的HRP標(biāo)記的羊抗兔二抗,常溫?fù)u床孵育2 h,加入ECL發(fā)光液,曝光。采用Image J軟件分析圖像,以GAPDH為內(nèi)參,計(jì)算目的蛋白相對表達(dá)量,目的蛋白相對表達(dá)量=目的蛋白條帶灰度值/GAPDH蛋白條帶灰度值。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料以“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”()表示,各組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用LSD-t檢驗(yàn)。重復(fù)計(jì)量資料比較采用重復(fù)測量方差分析,兩兩樣本比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較 空白組和假手術(shù)組大鼠未見神經(jīng)功能缺損癥狀。不同再灌注時間(1、3、7 d)之間大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),即存在時間效應(yīng),4組均如此;模型組大鼠神經(jīng)功能缺損評分隨著時間延長而升高(P<0.05),血塞通組、補(bǔ)陽還五湯組和聯(lián)合組大鼠神經(jīng)功能缺損評分隨著時間延長而降低(P<0.05)。4組大鼠神經(jīng)功能缺損評分總體比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),即存在分組效應(yīng)。與模型組比較,血塞通組、補(bǔ)陽還五湯組和聯(lián)合組大鼠1、3、7 d神經(jīng)功能缺損評分均降低(P<0.05);聯(lián)合組大鼠1、3、7 d神經(jīng)功能缺損評分均低于血塞通組和補(bǔ)陽還五湯組(P<0.05)。時間因素與分組因素間存在交互效應(yīng)(P<0.05)。(見表2)
表2 各組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較(,分)
表2 各組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較(,分)
注:F時間主效應(yīng)=21.326,P時間主效應(yīng)=0.000;F分組主效應(yīng)=52.469,P分組主效應(yīng)=0.000;F交互效應(yīng)=18.497,P交互效應(yīng)=0.000;與模型組比較,aP<0.05;與血塞通組比較,bP<0.05;與補(bǔ)陽還五湯組比較,cP<0.05;與同組內(nèi)1 d比較,dP<0.05;與同組內(nèi)3 d比較,eP<0.05
2.2 各組大鼠大腦含水量和腦梗死體積百分比比較 假手術(shù)組大鼠大腦含水量與空白組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與空白組和假手術(shù)組比較,模型組大鼠大腦含水量明顯升高(P<0.05);與模型組比較,血塞通組、補(bǔ)陽還五湯組和聯(lián)合組大鼠大腦含水量和腦梗死體積百分比均明顯降低(P<0.05);聯(lián)合組大鼠腦梗死體積百分比低于血塞通組和補(bǔ)陽還五湯組(P<0.05)。(見圖1、表3)
圖1 各組大鼠腦切片TTC 染色
表3 各組大鼠大腦含水量和腦梗死體積百分比比較(,%)
表3 各組大鼠大腦含水量和腦梗死體積百分比比較(,%)
注:與空白組比較,aP<0.05;與假手術(shù)組比較,bP<0.05;與模型組比較,cP<0.05;與血塞通組比較,dP<0.05;與補(bǔ)陽還五湯組比較,eP<0.05
2.3 各組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、GSK-3β mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA相對表達(dá)量及Bcl-2 mRNA/Bax mRNA比較 假手術(shù)組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、GSK-3β mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA相對表達(dá)量和Bcl-2 mRNA/Bax mRNA與空白組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與空白組和假手術(shù)組比較,模型組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA相對表達(dá)量均升高,GSK-3β mRNA相對表達(dá)量及Bcl mRNA-2/Bax mRNA均降低(P<0.05);與模型組比較,血塞通組、補(bǔ)陽還五湯組和聯(lián)合組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA相對表達(dá)量及Bcl-2 mRNA/Bax mRNA均升高,GSK-3β mRNA相對表達(dá)量均降低(P<0.05);與血塞通組和補(bǔ)陽還五湯組比較,聯(lián)合組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA相對表達(dá)量及Bcl-2 mRNA/Bax mRNA均升高,GSK-3β mRNA相對表達(dá)量降低(P<0.05)。(見表4)
表4 各組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、GSK-3β mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA 相對表達(dá)量及Bcl-2 mRNA/Bax mRNA 比較()
表4 各組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、GSK-3β mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA 相對表達(dá)量及Bcl-2 mRNA/Bax mRNA 比較()
注:與空白組比較,aP<0.05;與假手術(shù)組比較,bP<0.05;與模型組比較,cP<0.05;與血塞通組比較,dP<0.05;與補(bǔ)陽還五湯組比較,eP<0.05
2.4 各組大鼠腦組織Wnt3a、GSK-3β、β-catenin、CyclinD1蛋白相對表達(dá)量及Bcl-2/Bax比較 假手術(shù)組大鼠腦組織Wnt3a、GSK-3β、β-catenin、CyclinD1蛋白相對表達(dá)量和Bcl-2/Bax與空白組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與空白組和假手術(shù)組比較,模型組大鼠腦組織Wnt3a、β-catenin、CyclinD1蛋白相對表達(dá)量升高,GSK-3β蛋白相對表達(dá)量及Bcl-2/Bax降低(P<0.05);與模型組比較,血塞通組、補(bǔ)陽還五湯組和聯(lián)合組大鼠腦組織Wnt3a、β-catenin、CyclinD1蛋白相對表達(dá)量及Bcl-2/Bax均升高,GSK-3β蛋白相對表達(dá)量均降低(P<0.05);與血塞通組、補(bǔ)陽還五湯組比較,聯(lián)合組大鼠腦組織Wnt3a、β-catenin、CyclinD1蛋白相對表達(dá)量及Bcl-2/Bax均升高,GSK-3β蛋白相對表達(dá)量降低(P<0.05)。(見表5、圖2)
圖2 各組大鼠腦組織Wnt3a、GSK-3β、β-catenin、CyclinD1、Bcl-2、Bax 蛋白表達(dá)Western blotting 圖
表5 各組大鼠腦組織Wnt-3α、GSK-3β、β-catenin、CyclinD1 蛋白相對表達(dá)量及Bcl-2/Bax 比較()
表5 各組大鼠腦組織Wnt-3α、GSK-3β、β-catenin、CyclinD1 蛋白相對表達(dá)量及Bcl-2/Bax 比較()
注:與空白組比較,aP<0.05;與假手術(shù)組比較,bP<0.05;與模型組比較,cP<0.05;與血塞通組比較,dP<0.05;與補(bǔ)陽還五湯組比較,eP<0.05
缺血性腦血管病的發(fā)病多與血栓形成有關(guān),由于流向大腦的血流供應(yīng)不足或中斷,引起腦組織局部缺血缺氧,破壞血腦屏障通透性,造成腦組織水腫,最終導(dǎo)致缺血性壞死。缺血性腦血管病目前尚無特效療法,臨床上通常采用溶栓或機(jī)械性碎栓進(jìn)行治療,可有效減輕腦損傷,但由于“時間窗”等因素限制,以及溶栓后血流再灌注容易引起腦出血等并發(fā)癥,導(dǎo)致病情惡化,損傷加重[11-12]。本研究成功建立局灶性腦缺血再灌注模型,實(shí)驗(yàn)過程中假手術(shù)組各項(xiàng)指標(biāo)改變與空白組比較無明顯差異,證實(shí)造模手術(shù)方式對腦組織無明顯損傷。
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為氣虛血瘀、腦脈阻滯是導(dǎo)致缺血性腦血管病的基本病機(jī),因氣虛而致血瘀,致使經(jīng)脈瘀塞不通,血流不達(dá)于腦部,形成缺血性腦損傷[13]。采用益氣活血法可以從整體上改善和保護(hù)缺血引起的腦組織損傷,氣盛而脈絡(luò)通,使利腦之氣血供養(yǎng)得以恢復(fù),從而發(fā)揮對腦組織的保護(hù)作用[14]。補(bǔ)陽還五湯由黃芪、當(dāng)歸尾、赤芍、地龍、川芎、紅花、桃仁組成,重用黃芪補(bǔ)氣,兼用少量活血化瘀藥配伍,共奏補(bǔ)氣活血通絡(luò)之功效,主治氣虛血瘀之中風(fēng)。血塞通主要成分為三七提取物,有活血祛瘀、通脈活絡(luò)作用,可擴(kuò)張腦血管、增加血流量,改善缺血受損的腦組織。兩者聯(lián)合應(yīng)用有益氣活血功效,可加強(qiáng)益氣,去除瘀血,調(diào)和氣血,消除病因,從而改善患者臨床癥狀,發(fā)揮腦保護(hù)作用。本研究聯(lián)合組大鼠神經(jīng)功能缺損評分、大腦含水量明顯降低,腦梗死體積明顯減小,提示采用補(bǔ)陽還五湯聯(lián)合血塞通的益氣活血法治療缺血再灌注引起的腦損傷,效果明顯。研究發(fā)現(xiàn),益氣活血法可有效減輕小鼠肺缺血再灌注損傷,保護(hù)受損肺組織[15]。臨床研究顯示,益氣活血法可明顯改善缺血性腦卒中患者恢復(fù)期臨床癥狀及功能缺損,綜合療效顯著[16]。氣虛是中風(fēng)致病之根源,氣行則血行,氣滯則血滯,益氣則氣行,活血則瘀除。益氣活血,使氣血和暢,則腦府得養(yǎng),神明自復(fù)。
細(xì)胞凋亡在缺血再灌注損傷中發(fā)揮了重要作用,經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路參與細(xì)胞增殖分化,與缺血再灌注損傷關(guān)系密切。Wnt是一個富含半胱氨酸的脂質(zhì)修飾糖蛋白家族,Wnt3a可促進(jìn)細(xì)胞的分裂、加速分化增殖,是信號通路中重要的激活劑。β-catenin是一種細(xì)胞骨架蛋白,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、增殖。GSK-3β是β-catenin上游的關(guān)鍵酶,通過對β-catenin磷酸化,維持其在細(xì)胞內(nèi)的低表達(dá)量。CyclinD1是β-catenin的下游靶基因,是細(xì)胞周期增殖信號的關(guān)鍵蛋白。無Wnt蛋白存的情況下,GSK-3β可使β-catenin在Axin中磷酸化,通過泛素化的方式被蛋白酶降解;存在Wnt蛋白時,其與受體Fre結(jié)合后激活Wnt/β-catenin 信號通路,GSK-3β 被磷酸化而失活,β-catenin的降解途徑被阻斷,導(dǎo)致其在胞漿累積而進(jìn)入細(xì)胞核,激活下游CyclinD1,促進(jìn)細(xì)胞增殖或活化[17]。Bcl-2基因是細(xì)胞凋亡的重要基因之一,可以抑制細(xì)胞凋亡,Bax為Bcl-2同源基因,促進(jìn)細(xì)胞凋亡,Bcl-2/Bax常用來衡量細(xì)胞凋亡情況[18]。本研究結(jié)果顯示,聯(lián)合組大鼠腦組織Wnt3a mRNA、β-catenin mRNA、CyclinD1 mRNA及蛋白水平降低,GSK-3β mRNA及蛋白水平升高,Bcl-2/Bax升高,提示W(wǎng)nt/β-catenin信號通路被激活,可抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞存活,有利于減輕大鼠腦組織缺血再灌注損傷。研究表明,Wnt/β-catenin信號通路激活,可提高心肌細(xì)胞存活率,減輕心肌缺血再灌注損傷[19]。另有研究顯示,調(diào)節(jié)GSK-3β介導(dǎo)的Wnt/β-catenin途徑,誘導(dǎo)細(xì)胞抗凋亡促存活,可減輕缺血再灌注引起的肝損傷[20]。Wnt/β-catenin信號通路在缺血再灌注中發(fā)揮重要作用,與本研究結(jié)果一致,提示W(wǎng)nt/β-catenin信號通路激活可抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞存活,有效減輕缺血再灌注引起的腦損傷。
綜上所述,血塞通聯(lián)合補(bǔ)陽還五湯的益氣活血法對缺血再灌注大鼠有腦保護(hù)作用,其機(jī)制可能是通過激活Wnt/β-catenin信號通路,抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞存活,從而減輕缺血再灌注引起的腦損傷,發(fā)揮腦保護(hù)作用,可為臨床治療缺血性腦血管病提供理論參考。