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当归多糖对脑缺血再灌注损伤大鼠IL⁃1β、TNF⁃α、NF⁃κB 表达的影响

2020-09-15王治阳

中成药 2020年8期
关键词:脑组织多糖神经功能

代 震 朱 昱 王治阳

(1.河南省中医药研究院, 河南郑州450004; 2.河南中医药大学, 河南郑州450008)

脑血管意外是危害我国老年群体的常见疾病之一,近年来脑血管疾病的发病率呈上升趋势,这与我国老年化进程加快息息相关[1]。缺血性脑血管疾病(ischemic cerebral vascular disease,ICVD) 是脑血管意外中第1 位致残性疾病,患者可出现不同程度的运动、感觉障碍;同时也是第2 位致死性疾病[2]。目前对缺血性脑血管疾病治疗包括超早期溶栓治疗、抗凝治疗、抗血小板治疗、介入治疗(脑血管内)、神经细胞保护治疗以及外科手术(大面积脑梗死标准去骨瓣减压术) 等[3]。早期溶栓治疗后缺血区脑组织恢复供血的过程又称之为“再灌注”,此时患者的神经功能恢复情况极大影响预后[4]。本研究以脑缺血再灌注损伤大鼠为模型,探讨不同剂量当归多糖对大鼠神经功能和炎症因子等影响。

1 材料

1.1 动物 健康清洁级SD 大鼠60 只,雄性,体质量(210±20) g,购自河南中科联创检测服务有限公司,实验动物许可证号SYXK (豫) 2017⁃0027。所有大鼠分笼饲养,由专人负责管理。实验室定期消毒,环境温度20~25 ℃,相对湿度50%~70%。饲养1 周后开始实验。本研究经本院实验动物伦理委员会批准(HNZYYYJ2017⁃0012),符合中国伦理委员会有关动物研究指导原则。

1.2 仪器 线栓(广州佳灵生物科技有限公司);MH550冰冻切片机(美国Thermo Fisher 公司);光学显微镜(洛阳惠尔纳米科技有限公司);组织捣碎匀浆机(天津博天胜达科技发展有限公司);台式离心机(湖南赫西仪器装备有限公司);自动酶标仪(昆山吉和力仪器有限公司);超净工作台(苏州净化设备仪器公司)。

1.3 药物与试剂 当归多糖(Angelica sinensis polysaccha⁃ride,ASP) 购自陕西慈缘生物技术有限公司[甘肃岷县当归提取,批号CY150407,纯度≥98%,组分主要包含半乳糖(35%)、阿拉伯糖(30%)、葡萄糖(21%)];水合氯醛(武汉华申化学试剂有限责任公司);IL⁃1β、TNF⁃α 检测试剂盒(美国RD 公司);NF⁃κB、GAPDH 一抗购于美国Cell Signaling 公司。

2 方法

2.1 分组 将饲养1 周后的大鼠称定质量后,随机分为假手术组、模型组、当归多糖低剂量组(30 mg/kg)、当归多糖中剂量组(45 mg/kg)、当归多糖高剂量组(60 mg/kg),每组12 只。预给药14 d,当归多糖低、中、高剂量组灌胃给药,1 次/d。假手术组和模型组灌服等容量的生理盐水。

2.2 缺血再灌注模型 建立大鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO) 模型[5]。制备模型的大鼠术前12 h 禁食,不禁水。大鼠采用腹腔注射麻醉,麻醉药物选择10%水合氯醛,剂量为350 mg/kg。显微镜下找到大鼠左侧颈外动脉(External carotid artery,ECA),穿缝合线结扎ECA;在颈总动脉(Common carotid artery,CCA)近分叉处用动脉夹夹闭其近心端,在距分叉处约0.5 cm 血管壁上剪一小口,夹取栓线沿切口插入,送入栓线,当栓线推进到分叉处时,轻轻提起ECA,使栓线顺利进入颈内动脉(Internal carotid artery,ICA),继续轻柔推进,当感到有一定阻力时即停止推送,此时栓线头端正好位于大脑中动脉(MCA) 起始部位,阻断MCA 血流,停留90 min后,将栓线轻轻拔出恢复血流灌注。结扎颈外动脉,缝合皮肤。术中用加热毯和白炽灯加热,维持大鼠肛温在 (37.5±0.3)℃,术后将大鼠置于恒温箱中直至苏醒。假手术组同样进行手术操作,不通过颈总动脉插入线栓。

2.3 神经功能评定

2.3.1 神经功能评分 参考文献[6]。在大鼠恢复再灌注24 h 后进行评定。包括运动实验、感觉实验和反射测试三部分。运动实验包括提尾实验(3 分) 和地板行走(3分);感觉实验包括放置实验(1 分)、本体感觉实验(1分)、平衡木实验(6 分);反射测试(4 分) 包括耳廓反射、角膜反射、惊恐反射以及癫痫,肌痉挛。最高18 分。分数越高表明该大鼠神经功能越好。

2.3.2 抓力实验 选择合适的大鼠抓力板,建模前大鼠均进行适应性训练。测试过程中保持环境安静,不要过分刺激大鼠,重复测量3 次,测大鼠抓力的平均值。

2.4 炎症因子指标 ①血清白介素⁃1 (IL⁃1β)、肿瘤坏死因子(TNF⁃α),再灌注2 d 后抽取大鼠动脉血1 mL,静置30 min 后离心分离血清,采用ELISA 法检测IL⁃1β、TNF⁃α水平,所有步骤均严格按照试剂盒操作流程。②脑组织IL⁃1β、TNF⁃α,将各组大鼠麻醉后断头取出脑部组织,加入4 ℃生理盐水(1 ∶9),匀浆后去上清液,采用放射免疫法测IL⁃1β、TNF⁃α 水平。③脑组织NF⁃κB 采用Western blot 法检测,将取得的脑组织匀浆用RIPA 裂解液,取15 g总蛋白进行电泳,电泳结束后加入NF⁃κB 抗体,于4 ℃冰箱过夜,洗膜,曝光拍照,通过Image Pro 软件比较NF⁃κB与GAPDH 蛋白条带灰度的比值表示NF⁃κB 蛋白相对表达量。

2.5 统计学分析 采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析,计量资料以() 表示,多组间比较采用方差分析,以P≤0.05表示差异具有统计学意义。

3 结果

3.1 当归多糖对大鼠神经功能的影响 如表1 所示,模型组大鼠的神经功能评分和抓力低于假手术组(P<0.05),当归多糖中、高剂量组神经功能评分和抓力高于模型组(P<0.05)。

表1 当归多糖对大鼠神经功能的影响的比较(, n=12)

表1 当归多糖对大鼠神经功能的影响的比较(, n=12)

注:与假手术组比较,#P<0.05;与模型组比较,*P<0.05。

3.2 当归多糖对大鼠血清和脑组织IL⁃1β 水平的影响 如表2 所示,模型组血清和脑组织中IL⁃1β 水平高于假手术组(P<0.05),同时当归多糖中、高剂量组IL⁃1β 水平低于模型组(P<0.05)。

表2 各组大鼠血清和脑组织IL⁃1β 水平比较(pg/mL,, n=12)

表2 各组大鼠血清和脑组织IL⁃1β 水平比较(pg/mL,, n=12)

注:与假手术组比较,#P<0.05;与模型组比较,*P<0.05。

3.3 当归多糖对大鼠血清和脑组织TNF⁃α 水平的影响 如表3 所示,模型组血清和脑组织中TNF⁃α 水平高于假手术组(P<0.05),同时当归多糖中、高剂量组TNF⁃α水平低于模型组(P<0.05)。

表3 各组大鼠血清和脑组织TNF⁃α 水平比较(ng/mL,, n=12)

表3 各组大鼠血清和脑组织TNF⁃α 水平比较(ng/mL,, n=12)

注:与假手术组比较,#P<0.05;与模型组比较,*P<0.05。

3.4 当归多糖对大鼠脑组织中NF⁃κB 蛋白表达的影响 如表4 所示,模型组脑组织中NF⁃κB 蛋白表达高于假手术组(P<0.05),同时当归多糖中、高剂量组NF⁃κB 蛋白表达明显低于模型组。

4 讨论

脑缺血在中医上属于“中风” 范畴,王清任《医林改错》 认为“气血凝滞脑气”,陈土铎《辨证录》 所言“痰积则神明不清”[7]。多糖是一类天然高分子化合物,具有广泛的生物学功能。当归产地主要分布在甘肃、陕西、湖北、云南、四川等省,其中甘肃岷县所产当归品质最好[8]。作为一味中药它主要作用于血液系统,当归的主要活性物质当归多糖,具有提高免疫力、抗氧化、抗肿瘤等作用,被广泛应用于老年疾病[9⁃10]。

表4 各组大鼠脑组织中NF⁃κB 表达的比较(, n=12)

表4 各组大鼠脑组织中NF⁃κB 表达的比较(, n=12)

注:与假手术组比较,*P<0.05;与模型组比较,#P<0.05。

脑缺血再灌注损伤的机制目前仍不清楚,现认为与大脑内富含氧自由基有关。缺血大脑再灌注后,产生过多氧自由基不能被大脑内生性抗氧化系统所消除,从而对脑脂质、蛋白质和核酸造成氧化损伤,进一步损伤神经细胞,导致神经功能障碍[11⁃12]。受损的神经细胞会产生大量炎症因子。IL⁃1β 属于白细胞介素⁃1 (IL⁃1),是一种重要的促炎症介质并在细胞免疫中发挥作用,主要由单核巨噬细胞产生[13]。TNF⁃α 是由活化的单核巨噬细胞释放的促炎因子,能提高中性粒细胞的吞噬功能,具有抗感染、促进炎细胞分化的作用,诱导神经细胞膜上信号通路传导异常,当与白介素协同时,对脑微血管内皮细胞刺激作用增强[14⁃15]。IL⁃1β 能够激发靶细胞内NF⁃κB 信号通路[16]。

本研究结果显示,模型组大鼠的神经功能评分和抓力明显低于假手术组,当归多糖中、高剂量组神经功能评分和抓力明显高于模型组。说明当归多糖中、高剂量能改善缺血再灌注大鼠的神经功能。考虑可能与当归多糖清除脑部过量炎症因子有关,从而减少炎症反应对神经细胞的损伤。本研究结果显示,模型组血清和脑组织中IL⁃1β、TNF⁃α 水平明显高于假手术组,同时当归多糖中、高剂量组IL⁃1β、TNF⁃α 水平明显低于模型组。模型组脑组织中NF⁃κB蛋白表达明显高于假手术组,同时当归多糖中、高剂量组NF⁃κB 蛋白表达明显低于模型组。说明随着当归多糖剂量的增加,可以有效降低大鼠血清和脑组织中炎症因子水平,尤其是高剂量当归多糖(60 mg/kg) 效果较好。高剂量当归多糖可能通过降低血清中IL⁃1 和TNF⁃α 水平,并进一步阻断神经细胞内NF⁃κB 信号通路,减少大量的氧自由基通过细胞膜上的信号通路进入神经细胞内,损伤脑组织[17]。

综上所述,预给药当归多糖(60 mg/kg) 可以减轻缺血再灌注大鼠脑组织中的炎症反应,有助于大鼠神经功能恢复。

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