劉學(xué)文 周 競 彭 平 張宏生 李 平 荊志偉
(1.首都醫(yī)科大學(xué)潞河教學(xué)醫(yī)院,北京 101100;2.北方工業(yè)大學(xué)醫(yī)院,北京 100041;3.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院,北京 100102;4.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 100029;5.天津市第三中心醫(yī)院,天津 300170;6.中國中醫(yī)科學(xué)院,北京 100700)
腦出血是指原發(fā)性非外傷性腦實質(zhì)內(nèi)出血,是急性腦血管疾病中的危重類型,發(fā)病率、死亡率及致殘率均較高,嚴重危害人類健康及生活質(zhì)量[1],目前神經(jīng)內(nèi)、外科治療效果并不令人滿意[2],腦出血早期是治療的關(guān)鍵[3]。中醫(yī)藥包括針灸療法在腦出血急性期治療中得到廣泛應(yīng)用,已成為整個治療體系中重要的一部分[4-6]。但在腦出血發(fā)病后不同時期給予針刺療效是否相同,針刺介入時機是否越早越好,是需要解決的問題。本研究通過觀察不同時機介入針刺對細胞凋亡因子Bcl-2/Bax及HSP70的表達的影響,研究針刺治療腦出血時機和療效關(guān)系及其機理,以期為臨床提供可靠的理論依據(jù)。
1.1 動物與分組 健康Wistar大鼠(北京醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供),體質(zhì)量250~320 g,雄性。隨機分為空白組、模型組及按針刺介入時間分為的3 h針刺組、9 h針刺組、24 h針刺組、48 h針刺組,每組10只。
1.2 儀器與試藥 腦立體定向儀(日本SR-6N);微量注射器(上海激光醫(yī)學(xué)儀器廠);渦輪牙鉆機(北京自動化儀表三廠);電子天平(日本ANDHR-120,精確度為0.1 mg);恒溫干燥箱(北京市朝陽區(qū)來廣營醫(yī)療器械廠);CMIS型細胞醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)(重慶天海);石蠟切片機 (德國LEICA RM 2135);OLYMPUS光學(xué)顯微鏡(日本);天平(常熟市衡器廠HR-120);手術(shù)器械。
磷酸鹽緩沖試劑(0.1 mol/L PBS 液,pH 7.2~7.4):用氯化鈉9g,12水磷酸氫二鈉6 g,水磷酸二氫鈉0.4g,加蒸餾水至1000 mL,調(diào)整pH到7.2~7.4。枸櫞酸鹽緩沖液(0.01 mol/L):枸櫞酸三鈉 3 g,枸櫞酸 0.4 g,加蒸餾水至1000 mL。防脫片劑:APES購自北京中山生物技術(shù)有限公司。甲苯、丙酮、無水乙醇、30%過氧乙酸,均為上海試劑一廠產(chǎn)品。蘇木素、伊紅為北京試劑三廠產(chǎn)品。即用型SABC免疫組織化學(xué)染色試劑盒、DAB顯色試劑盒、一抗均為武漢博士德生物工程有限公司產(chǎn)品。TUNEL盒購于博海生物技術(shù)有限公司。
1.3 模型制備 以10%水合氯醛(300 mg/kg體質(zhì)量)腹腔麻醉后俯臥位固定于立體定向儀上。固定大鼠時,先固定耳間線,待聽到水平針穿破耳鼓膜的破裂聲后,移頭部至正中,接著固定門齒于門齒鉤上,調(diào)整立體定向儀,使門齒鉤平面比耳間線平面低2.4 mm,此時前后囟基本上在同一平面上。頭部正中皮膚切開長約1 cm的縱切口,血管鉗鈍性分離暴露前囟,調(diào)整立體定向儀,使其上的微量注射儀套管尖端移至前囟后0.5 mm,左側(cè)中線旁開3 mm,用微型電鉆鉆孔,穿透顱骨但不傷及腦組織。用40℃水溫浴大鼠尾巴約10min后取出擦干,在距離大鼠尾巴末端約5 mm處剪斷鼠尾,用微量注射儀吸取新鮮血液約50 μL,迅速插入已鉆好的孔內(nèi),向內(nèi)進針6 mm(相當于尾狀核部位)。在2min內(nèi)勻速注入10 μL血液,停針2min,再在2min內(nèi)勻速注入40 μL血液,留置4min后,將針頭提升2 mm,再留置8min,然后緩慢將微量注射器針頭拔出,用醫(yī)用骨蠟封閉骨孔。觀察無出血后,縫合頭部皮膚,加壓包扎尾部切口。
1.4 神經(jīng)功能缺損評價 術(shù)后1 h左右,造模大鼠清醒后即開始進行大鼠神經(jīng)功能缺損評價,根據(jù)Bederson神經(jīng)體征評分法[7]進行分級。輕抓鼠尾,提起高于桌面10 cm,正常大鼠前爪伸直。0級(0分):無神經(jīng)功能缺損。1級(1分):血腫對側(cè)前肢回收屈曲于腹下,同側(cè)前肢向地面伸展。2級(2分):1級體征加俯臥于桌面時從血腫側(cè)向?qū)?cè)推大鼠時阻力降低。3級(3分):1級體征加2級體征加大鼠行走向血腫對側(cè)肢體旋轉(zhuǎn) (呈追尾狀)。4級(4分):意識喪失不能行走。
1.5 針刺穴位與方法 大鼠腧穴定位根據(jù)《動物針灸穴位圖譜》,針刺組選取內(nèi)關(guān)、人中針刺,內(nèi)關(guān)用捻轉(zhuǎn)瀉法1min,人中用雀啄手法10次。各針刺組分別于造模成功后相應(yīng)時間開始針刺,3 h針刺組在造模成功后3 h開始介入針刺,9 h針刺組在造模成功后9 h開始介入針刺,24 h針刺組在造模成功后24 h開始介入針刺,48 h針刺組在造模成功后48 h開始介入針刺,均每日針刺2次,連續(xù)針刺3 d。
1.6 標本采集與檢測 模型組與針刺組均于造模成功后5 d處死,用斷頭器將大鼠斷頭處死,小心剝離顱骨,取出完整腦組織,以左側(cè)大腦半球中部注射針眼處為中點,冠狀位切割腦組織,層厚約2 mm,用于免疫組化,在注射針眼處后4 mm的層厚約1 mm的組織用于腦含水量測定。將應(yīng)用免疫組化方法的組織固定在4%多聚甲醛中24 h,標本依次梯度酒精脫水、二甲苯透明、浸蠟、包埋,在石蠟切片機上連續(xù)切片,片厚5 μm,相鄰切片分別作免疫組化和TUNEL染色,相關(guān)方法按照試劑盒說明。
1.7 判斷標準 (1)免疫組化結(jié)果判斷標準。以細胞胞漿或細胞核出現(xiàn)黃色顆粒為陽性,對每張玻片取5個高倍視野,計數(shù)5個高倍視野內(nèi)陽性細胞總數(shù),然后計算每個高倍視野下陽性細胞的均數(shù)。(2)TUNEL染色結(jié)果判斷標準。高倍鏡下可見TUNEL陽性細胞大部分為核呈棕黃色或棕褐色,標記細胞核有明顯固縮、碎裂,少量為彌漫性淡染的核。前者是要計數(shù)的凋亡細胞。每張切片光鏡下(×400)分別隨機計算5個視野的陽性細胞數(shù),以平均值代表計數(shù)結(jié)果。
1.8 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計軟件。各項檢測結(jié)果以()記錄,兩組間比較用t檢驗,多組間用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組動物Bcl-2在血腫周圍的表達情況 見表1。各針刺組分別與模型組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);3 h針刺組與9 h針刺組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);其余各針刺組之間相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01或0.05)。正常組大鼠腦組織中Bcl-2蛋白的表達水平較低,僅見少數(shù)該細胞胞漿著色;模型組大鼠腦血腫周圍腦組織表達水平明顯增高,胞漿著色且著色較深。針刺組各組血腫周圍也有不同程度的表達,按表達水平從高到低依次為3 h針刺組、9 h針刺組、24 h針刺組、48 h針刺組。
表1 各組Bcl-2表達水平比較()
表1 各組Bcl-2表達水平比較()
與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01;與 3 h 針刺組比較,**P<0.05;與9 h 針刺組比較,☆P<0.05,☆☆P<0.01;與 24 h 針刺組比較,●P<0.05,●●P<0.01。下同。
2.2 各組動物Bax在血腫周圍的表達情況 見表2。各針刺組分別與模型組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.05或0.01);3 h針刺組與9 h針刺組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);其余各針刺組之間相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或0.01)。正常組大鼠腦組織中Bax蛋白的表達水平較低,僅見少數(shù)該細胞胞漿著色;模型組大鼠腦血腫周圍腦組織表達水平明顯增高,胞漿著色且著色較深。針刺組各組血腫周圍也有不同程度的表達,按表達水平從低到高依次為3 h針刺組、9 h針刺組、24 h針刺組、48 h針刺組。
表2 各組Bax表達水平比較()
表2 各組Bax表達水平比較()
組 別 n空白組 10模型組 103 h針刺組 10陽性細胞數(shù)4.27±1.3123.03±2.8115.33±1.94△△9 h 針刺組 10 15.96±1.84△△24 h 針刺組 10 18.21±1.84△△**☆48 h 針刺組 10 20.58±2.46△**☆☆●
2.3 各組動物HSP70在血腫周圍的表達情況 見表3。各針刺組分別與模型組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);3 h針刺組與9 h針刺組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);其余各針刺組之間相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。正常組大鼠腦組織中HSP70蛋白的表達水平較低,僅見少數(shù)該細胞胞漿著色;模型組大鼠腦血腫周圍腦組織表達水平明顯增高,胞漿著色且著色較深。針刺組各組血腫周圍也有不同程度的表達,按表達水平從高到低依次為3 h針刺組、9 h針刺組、24 h針刺組、48 h針刺組。
2.4 各組動物凋亡細胞在血腫周圍的表達情況 見表4。各針刺組分別與模型組差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.01);3 h針刺組與9 h針刺組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);其余各針刺組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01或0.05)。正常組大鼠腦組織中各視野偶見TUNEL陽性細胞。模型組大鼠腦血腫周圍腦組織表達水平明顯增高,胞漿著色且著色較深。針刺組各組血腫周圍腦組織也有不同程度的表達,按表達水平從低到高依次為3 h針刺組、9 h針刺組、24 h針刺組、48 h針刺組。
表3 各組HSP70表達水平比較()
表3 各組HSP70表達水平比較()
表4 各組凋亡細胞表達水平比較()
表4 各組凋亡細胞表達水平比較()
本研究采用立體定向技術(shù)向大鼠左側(cè)腦基底節(jié)注入自體定量不凝血制作腦出血模型[8]?;坠?jié)是大鼠腦內(nèi)最大的核團,易于立體定向,也是人類腦出血好發(fā)部位。注入自體不凝血50μL,相當于人類腦出血40mL,為臨床最多見出血量。本研究采用兩次注血兩次退針法,可有效地避免自體血從穿刺針孔處溢出及腦室反流。
腦出血后多種因素導(dǎo)致細胞凋亡,細胞凋亡參與腦出血后某些神經(jīng)細胞損傷[9-12],典型的凋亡細胞在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)為最終形成由細胞膜包裹、含有多少不等核碎片及細胞質(zhì)的小體,稱之為凋亡小體(apoptosis body),吞噬細胞快速吞噬凋亡小體。大鼠自體血腦出血后血腫周圍腦組織有Bcl-2/Bax、HSP70表達及細胞凋亡,Bcl-2/Bax和HSP70在腦出血后神經(jīng)細胞凋亡過程中起重要調(diào)控作用。Bcl-2是一種凋亡抑制基因,Bax是一種促抑制基因,通過作用于線粒體而誘導(dǎo)細胞凋亡的發(fā)生,Bcl-2過度表達可有效地抑制神經(jīng)元凋亡,但Bax的作用卻相反,且將死的神經(jīng)元Bax表達增加,Bcl-2則減少,故Bcl-2/Bax的比率可能決定神經(jīng)元存亡[13-16]。HSP70是一種應(yīng)激保護蛋白,可通過抑制細胞因子炎癥反應(yīng),抑制凋亡激活基因Bax表達,與抑凋亡基因Bcl-2協(xié)同作用,保護線粒體功能等發(fā)揮抑制凋亡的的作用[17-20]。
中醫(yī)的預(yù)防醫(yī)學(xué)概念主要包括兩方面:未病先防,既病防變。任何疾病都有一定的傳變規(guī)律和發(fā)展趨勢,中醫(yī)十分重視掌握病能病勢,主張在疾病未發(fā)生或剛發(fā)生時就及時截斷其惡性發(fā)展的趨勢[21-22]。腦損傷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上和功能上能夠進行重組和代償,部分神經(jīng)可以再生,這是大腦可塑性的生理、生化或形態(tài)學(xué)改變的基礎(chǔ)[23-24]。針刺可加速腦組織的側(cè)支循環(huán)建立,促進病灶周圍組織或健側(cè)腦細胞的重組或代償,更大地發(fā)揮腦的可塑性[25-26]。細胞凋亡是腦出血血腫周邊腦組織損傷的主要病理生理機制之一,主要發(fā)生在血腫周圍的缺血半暗帶區(qū)。在腦出血早期及時有效地治療血腫周圍的半暗帶區(qū),可抑制細胞凋亡,提高神經(jīng)功能的恢復(fù)程度。否則,當細胞損害進入不可逆階段,即病理損害過程已形成后,就失去了治療的最佳時機。
總之,本研究表明,從出血后3 h到出血后48 h各時間點介入針刺,均可抑制腦組織的細胞凋亡,但介入時間越早,對促凋亡因子Bax陽性表達細胞數(shù)降低越顯著,對抑凋亡因子Bcl-2及HSP70陽性表達細胞數(shù)增加越顯著,對腦組織病理變化改善越明顯,提示干預(yù)時機越早,細胞凋亡損傷越小。針刺治療腦出血大鼠腦組織損傷,介入時間越早效果越好,在出血后3~9 h進行針刺干預(yù)是最佳時機,48 h內(nèi)治療仍有意義,可通過抑制細胞凋亡減輕腦組織的繼發(fā)性損傷。
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