何竹青,王利,王瀅迪,郇鵬飛,楊玉芳,何建成
(上海中醫(yī)藥大學(xué),上海 201203)
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是第二大神經(jīng)退行性疾病,屬于中醫(yī)“顫證”的范疇[1-2]。 根據(jù)本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),陰虛動風(fēng)證是臨床最常見的證型[3-4]。 PD 根本病機(jī)為臟腑失調(diào),以肝腎陰虛為主,“瘀”“痰”“毒”互結(jié)為要,為虛實夾雜之疾。復(fù)方地黃顆粒便是基于以上理論研制并經(jīng)臨床反復(fù)驗證,是治療陰虛動風(fēng)證帕金森病取得良好效果的中藥復(fù)方。 動物實驗發(fā)現(xiàn)本方通過多途徑、多靶點、多環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,其機(jī)制具體體現(xiàn)在抗氧化應(yīng)激[5],抗細(xì)胞凋亡[6],提高自噬水平[7]等方面。 本研究將從對血清環(huán)核苷酸的調(diào)節(jié)及損傷的多巴胺能神經(jīng)元修復(fù)作用兩方面,進(jìn)一步探討CDG 發(fā)揮作用的機(jī)制。
1.1.1 實驗動物
24 只 SPF 級 C57BL/6 雄性健康小鼠,7 ~ 8 周齡,體重20 ~22 g,購自上海斯萊克實驗動物有限公司【SCXK(滬)2017-0005】,實驗動物飼養(yǎng)及觀察于上海中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心進(jìn)行【SYXK(滬)2020-0009】。 小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng) 1 周,自由進(jìn)食、飲水。 飼養(yǎng)環(huán)境:室溫(23 ± 2)℃,相對濕度(55 ±10)%,光照、黑夜12 h 循環(huán)。 本實驗動物飼養(yǎng)及操作皆符合上海中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物倫理委員會的相關(guān)審批(PZSHUTCM200717037)。
1.1.2 主要試劑與儀器
1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(Sigma,M0896-100MG);cAMP、cGMP 試劑盒(上海威奧生物科技有限公司,EM3362S/EM3363S);TH(Sigma,sc-25269 AC);Beta Actin(Proteintech,20536-1-AP)。
病理切片機(jī)(上海徠卡儀器有限公司,型號RM2016);體視顯微鏡(中國麥克奧迪公司,型號MoticSMZ-171); 多 功 能 酶 標(biāo) 儀 (美 國 BioTek,Synergy 2);近紅外雙色熒光成像系統(tǒng)(美國LI-COR公司,OdysscyCLx)。
1.2.1 分組及造模方法
24 只C57BL/6 小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后,采用隨機(jī)數(shù)字表將24 只小鼠,隨機(jī)分成正常組(Normal)、模型組(MPTP+NS)、治療組(MPTP+CDG)。 16 只小鼠采用MPTP 腹腔注射法制備陰虛動風(fēng)證PD 模型,MPTP 溶于無菌生理鹽水中,按30 mg/kg 劑量腹腔注射,每日1 次,連續(xù)5 d;設(shè)正常組8 只,腹腔注射相同體積的生理鹽水。
2.2 兩組患者血漿E2、CRP、Lp-a及FIB水平比較 冠心病組較對照組E2水平明顯降低(P<0.05),而CRP、Lp-a及FIB水平均升高且差異有統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。
造模成功標(biāo)準(zhǔn):在帕金森病造模成功的基礎(chǔ)上兼有陰虛癥狀[8-10]:(1)病理上出現(xiàn)多巴胺神經(jīng)元的丟失;(2)小鼠出現(xiàn)運動遲緩、震顫、僵直等神經(jīng)行為學(xué)癥狀;(3)小鼠出現(xiàn)毛發(fā)干枯,舌象紅,小便量少色黃,大便干燥等癥狀。
1.2.2 復(fù)方地黃顆粒制備及給藥
復(fù)方地黃顆粒(Compound Dihuang Granule,CDG),由熟地黃,白芍,鉤藤,珍珠母,丹參,石菖蒲,全蝎組成,由國家中藥工程技術(shù)研究中心制備。
小鼠每日用量:參考《定量藥理學(xué)》(孫瑞元.《定量藥理學(xué)》北京:人民衛(wèi)生出版社,1987 ∶247)計算。 小鼠每日用量=標(biāo)準(zhǔn)體重成人每日用量× 1/388。
治療組小鼠造模后按10 g/kg 劑量給予復(fù)方地黃顆粒灌胃,其它小鼠給予同等劑量的生理鹽水灌胃,每日 1 次,給藥 1 周。
1.2.3 行為學(xué)檢測
曠場實驗(open field test):曠場實驗在30 cm ×30 cm 的曠場中進(jìn)行。 實驗前小鼠先適應(yīng)環(huán)境1 h,開始時將小鼠放于曠場中心,攝像頭記錄小鼠運動情況5 min。 實驗后得到實時錄像,分析其距離中心點的運動距離及中心區(qū)域的停留時間。
爬桿實驗(pole test):將小鼠頭朝上置于桿上,訓(xùn)練小鼠學(xué)會掉頭以及爬完全桿路程,每只小鼠訓(xùn)練3 次,每次間隔1 h。 記錄各組小鼠治療后掉頭時間以及爬完全程所用時間,每只小鼠測試3 次,取平均值為最終結(jié)果。
各組小鼠造模前連續(xù)3 d 進(jìn)行行為學(xué)訓(xùn)練,治療結(jié)束后對其進(jìn)行行為學(xué)檢測。
1.2.4 微舌象采集
運用 MoticSMZ-171 體視顯微鏡,Motic Images Plus 3.0(×64)軟件,治療結(jié)束后,在同一光源下進(jìn)行小鼠舌苔的拍攝。 將所拍攝照片輸入電腦,采用Adobe Photoshop.2020.圖像軟件。 圖像舌面從舌尖到舌根均等分為5 等份,取中間1/5 的面積作為舌象的量化分析域[11],讀取 R1、G1、B1[12](分別代表紅、藍(lán)、綠三種基本顏色)數(shù)值,分別進(jìn)行紅色度R的計算:R=R1/(R1+G1+B1)、綠色度G 計算:G=G1/(R1+G1+B1)和藍(lán)色度B 的計算:B=B1/(R1+G1+B1)。
1.2.5 環(huán)核苷酸含量檢測
各組小鼠取血,靜置2 h 后,-4℃狀態(tài)下離心(3000 rpm,10 min),取上清液-80℃冰箱保存待測。ELISA 法檢測各組小鼠中環(huán)核苷酸,環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophos-phate,cAMP)、環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)含量,并計算cAMP/cGMP 值。
1.2.6 多巴胺能神經(jīng)元損傷評估
小鼠紋狀體裝離心管放液氮中,-80℃冰箱保存,Western Blot 法檢測小鼠紋狀體中酪氨羥化酶(TH)蛋白表達(dá)水平。 灌流后取小鼠全腦,放入4%多聚甲醛固定,分別經(jīng)20%蔗糖、30%蔗糖脫水后冰凍切片機(jī)切片,取小鼠黑質(zhì)層面進(jìn)行免疫組化(immunohistochemistry,IHC)法檢測陽性TH+多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞。
運用GraphPad Prism 8 軟件統(tǒng)計,實驗數(shù)據(jù)以平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差()表示。 多組數(shù)據(jù)采用單因素方差分析(One-way analysis of variance,One-way ANOVA),或雙因素方差分析(Two-way analysis of variance,Two-way ANOVA),P< 0.05 為具有統(tǒng)計學(xué)意義。
小鼠的運動軌跡顯示,與正常組相比,模型組小鼠運動距離減少,中心區(qū)域停留時間增加,經(jīng)治療后,運動、探索能力得到改善,差異具有顯著性(P<0.001)。 模型組小鼠的反應(yīng)力較正常組減弱,運動遲緩,具體表現(xiàn)在轉(zhuǎn)頭時間、爬桿時間明顯增加,經(jīng)過治療后運動能力改善(P<0.001)(見圖1)。
圖1 各組小鼠行為學(xué)檢測Note. A. Trajectory map of mice. B. Open field test. C. Pole test. Compared with the normal group,※※※P < 0.001. Compared with the model group,***P < 0.001.(The same in the following figures)Figure 1 Behavioral test of mice in each group
經(jīng)舌色度值分析發(fā)現(xiàn),與正常組小鼠相比,模型組小鼠舌色紅色度值比例明顯升高,綠色度值比值G、藍(lán)色度比值 B 明顯低于正常組小鼠(P<0.01)。 與模型組相比,治療組小鼠舌色紅色度值比例明顯降低,綠色度值比值G、藍(lán)色度比值B 升高(P< 0.01)(見圖2)。
圖2 小鼠微舌象及舌色度值分析結(jié)果Note. Compared with the model group,**P < 0.01.(The same in the following figures)Figure 2 Analysis of microscopic tongue image and chromaticity value of tongue color in mice
與正常組相比,模型組小鼠血清中cAMP 明顯升高(P< 0.001),而 cGMP 顯著下降(P< 0.001),且模型組cAMP/cGMP 比值明顯高于正常組(P<0.001)。 經(jīng)過治療后,cAMP 下降,cGMP 升高,其比值較模型組明顯降低(P<0.05)(見圖3)。
圖3 環(huán)核苷酸表達(dá)及比值Note. Compared with the model group,*P < 0.05.(The same in the following figures)Figure 3 cAMP、cGMP expression and ratio
IHC 顯示,與正常組相比,模型組小鼠黑質(zhì)致密部TH+陽性多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞數(shù)量減少(P<0. 001),經(jīng)治療后,其含量顯著增加(P<0. 01,n= 3)。 模型組小鼠紋狀體內(nèi) TH 蛋白表達(dá)明顯低于正常組,治療后含量增加(P<0. 01,n= 3)(見圖4)。
圖4 酪氨酸羥化酶表達(dá)Note. A. Expression of TH in SNpc. B. Expression of TH in striatum. Compared with the normal group,※P < 0.05.Figure 4 Expression of TH
PD 是第二大神經(jīng)退行性疾病,病因多樣,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜[13],中醫(yī)將其歸屬于“顫證”范疇。 西藥短期內(nèi)對改善PD 癥狀有效,但長期使用副作用較多,不能緩解患者病情,嚴(yán)重影響了其臨床運用的順從性。 中醫(yī)治療PD 強(qiáng)調(diào)辨證論治,早期中醫(yī)藥的干預(yù)可扼發(fā)病之勢[14],中晚期協(xié)同西藥增效減毒,避免、緩解并發(fā)癥狀[15-16]。 何建成教授認(rèn)為,“虛”“瘀”“痰”“毒”貫穿 PD 發(fā)病總過程,肝腎陰虛,臟腑功能失調(diào)為本,肝風(fēng)、痰濁、瘀熱、毒聚絡(luò)損為實[17]。 何建成教授研制的復(fù)方地黃顆粒(CDG)具有補(bǔ)腎養(yǎng)肝,息風(fēng)止顫,化痰活血,通絡(luò)解毒之功。 臨床運用CDG 能改善PD 患者癥狀,聯(lián)合西藥美多芭“增效減毒”,對PD 患者有一定的神經(jīng)保護(hù)作用[18]。
病證結(jié)合動物模型是現(xiàn)階段中醫(yī)藥基礎(chǔ)研究的重要載體[19]。 神經(jīng)毒素 MPTP 制備 PD 小鼠動物模型是目前研究者常用的建模方法[20]。 MPTP能通過血腦屏障,生成代謝產(chǎn)物MPP+,抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅰ的活性,導(dǎo)致氧化應(yīng)激和ATP 生成的減少,造成多巴胺能神經(jīng)元死亡[21]。 課題組前期運用MPTP 腹腔注射制備PD 陰虛動風(fēng)證小鼠模型[10]。 本實驗進(jìn)一步從小鼠的病因、行為學(xué)、舌象等對該模型進(jìn)行驗證,在此基礎(chǔ)上探討CDG 治療PD 陰虛動風(fēng)證小鼠的作用機(jī)理。 結(jié)果顯示:造模后小鼠病理顯示多巴胺能神經(jīng)元丟失,同時具備PD陰虛證的典型癥狀。 如造模后小鼠TH 表達(dá)減少,出現(xiàn)顫動、運動遲緩、抓握能力較差、便秘、毛色干枯、舌紅、小便量少、大便干燥等癥狀。 給予CDG 治療后,小鼠舌紅色度值明顯降低(P<0.01),運動綜合能力得到顯著改善(P<0.001),TH 表達(dá)增加(P<0.01)。 這說明CDG 在一定程度上能改善小鼠陰虛癥狀,減輕小鼠多巴胺神經(jīng)元的損傷。
環(huán)核苷酸(cAMP、cGMP)可調(diào)節(jié)細(xì)胞功能,與機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能密切相關(guān)[22]。 本研究對小鼠血清中環(huán)核苷酸測定,發(fā)現(xiàn)模型組小鼠血清中cAMP 明顯升高,cGMP 顯著下降。 已有的研究表明,cAMP、cGMP 兩者作用常具有拮抗性,類似于中醫(yī)陰陽相互制約的關(guān)系,多數(shù)的研究將其作為判斷中醫(yī)陰虛、陽虛證候的關(guān)鍵指標(biāo)之一[23-24]。 本研究中 cAMP/cGMP 比值明顯高于正常組(P<0.001),提示本模型具有陰虛特性。 給予CDG 干預(yù)之后,血清cAMP 明顯下降,cGMP 升高,兩者比值降低(P<0.001)。 提示CDG 可能通過調(diào)節(jié)血清環(huán)核苷酸(cAMP、cGMP)含量改善小鼠陰虛的癥狀。
PD 發(fā)生的根本原因在于黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元的變性缺失[25]。 TH 為多巴胺合成的限速酶,MPTP 在體內(nèi)形成的代謝產(chǎn)物能抑制TH 的活性降低多巴胺含量[26],因此,TH 含量在一定程度上反映了多巴胺神經(jīng)元的數(shù)量[27]。 本研究分別用IHC、Western Blot 法檢測小鼠黑質(zhì)、紋狀體中TH 含量,結(jié)果顯示,模型組小鼠黑質(zhì)中陽性TH+多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞數(shù)量減少,紋狀體內(nèi)TH 蛋白水平表達(dá)降低(P<0.01),治療后,兩者表達(dá)皆明顯增加(P<0.01),這表明CDG 能修復(fù)PD 陰虛動風(fēng)證小鼠損傷的多巴胺能神經(jīng)元。
綜上,本研究進(jìn)一步從PD 小鼠病因、癥狀、客觀指標(biāo)檢測、以方測證等方面驗證該模型的中醫(yī)證候?qū)傩?,本模型可靠、穩(wěn)定。 復(fù)方地黃顆粒,方以補(bǔ)腎養(yǎng)肝為主,祛痰、化瘀、解毒為輔,其治療切中帕金森病的根本病機(jī)。 本研究證實復(fù)方地黃顆粒治療PD 陰虛動風(fēng)證小鼠療效顯著,能調(diào)節(jié)血清中環(huán)核苷酸含量,有效修復(fù)損傷的多巴胺神經(jīng)元。