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康脑液对脑缺血大鼠5-溴脱氧尿嘧啶核苷及巢蛋白表达的影响

2012-06-15邹玉安

山东医药 2012年27期
关键词:内源性阳性细胞脑缺血

耿 倩,马 倩,邹玉安,薛 茜

(1河北北方学院,河北张家口075000;2河北北方学院第一附属医院)

在中国,脑卒中是仅次于癌症的第2位杀手,是威胁中老年人生命健康的常见神经系统疾病,其中缺血性脑血管病(ICVD)占56.6% ~80%,患者总人数达500万 ~600万,存活者致残率最高达约75%[1]。ICVD的防治已成为目前研究重点。2011年4月,我们观察了康脑液对脑缺血再灌注大鼠内源性神经干细胞(NSC)增殖的影响,旨在为康脑液防治ICVD提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料 ①实验动物:健康雄性SD大鼠120只,体质量200~270 g,SPF/UAF级,购自北京大学医学部实验动物科学部[许可证号SCXK(京)2006-0008]。②药品及试剂:康脑液饮片(河北北方学院第一附属医院),冷水浸泡一夜,煎煮2次,滤出药渣,将2次煎煮的药液混匀,文火分别浓缩成400%、200%、100%康脑液(每毫升分别含生药4、2、1 g),置4℃冰箱保存备用;5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU,南京探求生物技术有限公司)粉剂(按10 mg/mL溶解于生理盐水中),兔抗鼠巢蛋白(Nestin)抗体(镇江厚普生物科技公司),鼠抗尿嘧啶脱氧核苷单克隆抗体(北京中山生物技术公司)。③实验仪器:电脑生物组织包埋机(浙江金华科迪仪器公司),石蜡切片机(美国Thermo),电脑生物组织摊片烤片机(浙江金华科迪仪器公司),光学显微镜(日本OLYMPUS BX60型),显微摄影装置(日本 NIKON)。

1.2 动物分组及处理 将120只SD大鼠随机分为假手术组、模型组及康脑液高、中、低剂量组,每组24只。五组均于术前7 d开始灌胃,其中康脑液高、中、低剂量组分别予24、12、6 g/(kg·d)康脑液,假手术组及模型组给予等量蒸馏水,1次/d、直至处死。模型组及康脑液各组均根据Longa等研究,以线栓经右侧颈外动脉插线法建立右侧大脑中动脉闭塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,假手术组仅切开动脉、不阻断。术后24 h五组均开始腹腔注射BrdU溶液50 mg/kg,1次/d、直至处死。

1.3 脑组织取材及BrdU、Nestin表达检测 ①脑组织取材:分别于缺血2 h再灌注后3、7、14、21 d各取6只处死取材:腹腔注射10%水合氯醛麻醉,经左心室插管至升主动脉,灌注肝素化生理盐水300 mL,4%多聚甲醛灌注固定30 min,快速断头取脑,以视交叉为中线将脑组织切成厚度2~3 mm的组织块,4%多聚甲醛液固定,常规石蜡切片,切片厚度为3μm。②BrdU、Nestin表达检测:采用免疫组化SP法。按照说明书操作,80℃烤片120 min,二甲苯脱蜡,梯度乙醇脱水,蒸馏水冲洗,PBS浸泡5 min;微波中火,0.01 mol/L枸橼酸钠缓冲溶液(pH值为6.0)修复10 min,自然冷却至室温;3%H2O2室温孵育10 min;正常山羊血清工作液封闭,室温孵育15 min,倾去、勿洗;滴加一抗(工作浓度为 1∶100)、4℃过夜,滴加生物素化二抗、37℃孵育15 min,滴加辣根酶标记链霉卵白素工作液、37℃孵育15 min;DAB显色,显微镜观察染色结果,以细胞呈棕黄色为阳性信号。每只大鼠取相同部位的切片各3张,每张切片在镜下(×400)随机选取缺血侧5个非重叠视野,计算阳性细胞数均值(阳性细胞数目/400倍视野)。

1.4 统计学方法 采用SPSS17.0软件进行统计学处理。计量数据以¯x±s表示,组内比较用方差分析,组间比较行t检验,检验水准α=0.05。

2 结果

假手术组大脑皮质、海马部位有少量 BrdU、Nestin阳性细胞;余四组再灌注7 d时BrdU、Nestin阳性细胞开始增多,14 d达高峰、21 d开始下降,但各时间点均显著高于假手术组(P<0.05或0.01);与模型组比较,康脑液各组BrdU阳性细胞数量在再灌注后各时间点均显著升高(P<0.05或0.01),Nestin阳性细胞数量在再灌注后第7、14、21天均显著升高 (P <0.05),见表1、2 及图1、2。

3 讨论

表1 五组脑缺血再灌注后各时间点Brd U阳性细胞数比较(n=24,个,¯x±s)

表2 五组脑缺血再灌注后各时间点Nestin阳性细胞数比较(n=24,个,¯x±s)

图1 五组脑缺血再灌注后14 d缺血侧皮质Brdu表达(×400)

图2 五组脑缺血再灌注后14 d缺血侧皮质Nestin表达(×400)

自Eriksson等发现成年人脑中存在神经元发生现象后,成年人脑神经元不能再生的理论即被打破。众多研究表明,成年哺乳动物内源性NSC处于静止状态,改变内环境能激发静止状态的NSC并诱导其增殖、向病灶迁移,进而定向分化为成熟神经元以替代受损或缺失的神经元,实现自我修复。因此,利用神经细胞因子或药物等增强脑内源性NSC自我更替和修复能力可能是一种新的脑部疾病治疗途径,为ICVD的治疗提供了新的思路。中医认为,脑卒中发生主要是由于气虚血瘀所致,治疗原则以益气活血化瘀为主。目前研究发现,黄芪[2]、川芎[3]等单味中药的某些成分和复方芪棱汤[4]、通心络[5]、补阳还五汤[6]等均能促进神经再生。康脑液为临床经验方,由益气活血的鼻祖方补阳还五汤按照现代人的特点化裁而来,由黄芪、丹参、川芎、葛根、钩藤、三七等组成,临床用于治疗ICVD具有较好疗效。

BrdU是一种胸腺嘧啶核苷的类似物,NSC发生分裂增殖后可作为底物参与DNA合成,被视为细胞增殖的标记。已有研究表明,脑缺血可促进大脑皮质、海马等处 NSC 增殖、迁移和分化[7~9],且 NSC 增殖也有一定规律性,即神经再生并不是在脑缺血后短期内增强的,其再生能力在第10天左右达到峰值[10]。Nestin是NSC内一种特殊的中间丝蛋白,被视为其特异性标记蛋白[11,12],其C末端大量的丝氨酸可能是磷酸化位点,丝氨酸的磷酸化可能影响Nestin与其他细胞骨架的结合。因此,Nestin很可能是一种自我保护性蛋白,有利于细胞存活及细胞骨架的稳重和重建,其重新表达在缺血脑周围可能增加脑组织的抗缺血能力,从而有利于神经系统功能的恢复。本研究显示,假手术组大脑皮质、海马部位有少量BrdU、Nestin阳性细胞;余四组再灌注7 d时BrdU、Nestin阳性细胞开始增多,14 d达高峰、21 d开始下降,但各时间点均显著高于假手术组;与模型组比较,康脑液各组BrdU阳性细胞数量在再灌注后各时间点均显著升高,Nestin阳性细胞数量在再灌注后第7、14、21 d显著升高。提示康脑液可通过上调BrdU、Nestin表达促进脑缺血损伤后内源性NSC增殖,此为其治疗ICVD的重要机制之一;但上调的确切机制尚不清楚,有待于进一步研究。

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