Batnairamdal Chuluun,王金鑫,李芮琳,盧國(guó)彥,郭 虹,柴麗娟,張 玥,王少峽,胡利民
血管性癡呆(VD)是與腦血管疾病有關(guān)的老年期癡呆的一種主要類(lèi)型,多與神經(jīng)損傷、腦血管疾病的危險(xiǎn)因素(高血壓、糖尿病等)有關(guān),臨床表現(xiàn)為認(rèn)知功能障礙,記憶力下降等[1]。隨著中國(guó)老齡化社會(huì)的到來(lái),近年VD的發(fā)病率明顯上升,所以尋找有效預(yù)防和治療VD的藥物迫在眉睫。心腦舒通膠囊的有效成分為蒺藜科植物的干燥全草提取物,其主要成分為以呋甾醇與螺甾醇為主要成分的蒺藜總皂苷,具有活血化瘀,舒利血脈的作用[2-3]。臨床多應(yīng)用于防治胸痹心痛、中風(fēng)恢復(fù)期的半身不遂、語(yǔ)言障礙和動(dòng)脈硬化等心腦血管缺血性疾病,并取得確切的療效[4-5]。本研究采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎的方法制作VD大鼠模型,通過(guò)考察癡呆大鼠學(xué)習(xí)記憶能力、大腦海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的狀態(tài)、星形膠質(zhì)細(xì)胞及小膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)來(lái)探究心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠的神經(jīng)保護(hù)作用及可能機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康雄性SPF級(jí)Wistar大鼠80只,體質(zhì)量(300±20)g,由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,許可證號(hào):SCXK(北京)2012-0001,動(dòng)物飼養(yǎng)于天津市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,分籠飼養(yǎng),自由飲食、飲水,飼養(yǎng)溫度為22~25℃,相對(duì)濕度40%~60%,每周更換墊料2次。
1.2 藥品及試劑 心腦舒通樣品(其中呋甾皂苷含量約占43.18%,由吉林敖東洮南藥業(yè)股份有限公司提供),臨用前用生理鹽水溶解。星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性蛋白GFAP的抗體(Sc-6171)、Donkey anti-goat Ig G(Sc-2042)購(gòu)自 Santacruz;小膠質(zhì)細(xì)胞特異性蛋白Iba-1的抗體(Ab5076)購(gòu)自Abcam。尼氏染色試劑盒、防脫載玻片、中性樹(shù)膠封片液購(gòu)自碧云天公司。磷酸鹽緩沖液(PBS);多聚甲醛;二甲苯;無(wú)水乙醇;95%乙醇等化學(xué)試劑均為市售分析純。
1.3 實(shí)驗(yàn)儀器 水迷宮系統(tǒng)(北京碩林源科技有限公司,Topscan lite);全自動(dòng)封閉脫水機(jī)(LEICA,ASP300S);病理?yè)破瑱C(jī)(LEICA,HI1210);烤片機(jī)(LEICA,HI1220);生物組織包埋機(jī)(BMJ-1,天津航空機(jī)電公司);切片機(jī)(LEICA,RM2135);光學(xué)顯微鏡(OLYMPUS,CHA30);顯微數(shù)碼拍攝圖像分析系統(tǒng)(Nikon,NIS-Elemenis)等。
2.1 動(dòng)物模型復(fù)制方法 參照文獻(xiàn)[6],本實(shí)驗(yàn)采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎的方法復(fù)制VD大鼠模型,術(shù)前12h禁食不禁水,異氟烷氣體麻醉。將Wistar大鼠仰臥固定四肢,頸部正中切口,分離左側(cè)頸總動(dòng)脈,用4號(hào)線(xiàn)結(jié)扎,縫合皮膚,一周后重新麻醉,分離右側(cè)頸總動(dòng)脈并用4號(hào)線(xiàn)進(jìn)行結(jié)扎,縫合皮膚。對(duì)照組只分離頸總動(dòng)脈,穿線(xiàn)但不結(jié)扎。
2.2 實(shí)驗(yàn)分組及給藥 將造模成功的54只大鼠按照隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為3組:心腦舒通56 mg/kg組(XNST-56)、心腦舒通 14 mg/kg組(XNST-14)、模型組各18只,對(duì)照組10只。心腦舒通組成模后給予心腦舒通混懸液(10 mL/kg體質(zhì)量)灌胃;模型組和對(duì)照組給予等量的生理鹽水灌胃,每天灌胃給藥1次,持續(xù)給藥60 d。
2.3 檢測(cè)方法
2.3.1 Morris水迷宮檢測(cè) 水迷宮實(shí)驗(yàn)是利用水迷宮系統(tǒng)和小動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為分析系統(tǒng)研究大鼠的海馬等腦區(qū)受到損害后的學(xué)習(xí)、記憶和空間定向以及認(rèn)知能力的實(shí)驗(yàn)。分為環(huán)境熟悉、定位巡航和空間探索3個(gè)階段。第1階段主要使大鼠熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)人員;定位航行階段,主要記錄大鼠的逃避潛伏期的變化;空間探索階段,主要記錄大鼠穿過(guò)平臺(tái)的次數(shù)和游泳速度。
2.3.2 海馬CA1區(qū)的尼氏染色 大鼠光鏡下觀(guān)察海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變,在40×10倍的光鏡下隨機(jī)選擇5個(gè)視野,統(tǒng)計(jì)神經(jīng)元的個(gè)數(shù),以對(duì)照組作為100%,統(tǒng)計(jì)其他各組的百分比。
2.3.3 SABC法染色GFAP和Iba-1 星形膠質(zhì)細(xì)胞(GFAP)和小膠質(zhì)細(xì)胞(Iba-1)染色標(biāo)本為心臟灌流固定后的腦組織,進(jìn)行切片。應(yīng)用SABC免疫組化法和DAB顯色法分別對(duì)組織中GFAP和Iba-1進(jìn)行染色,光鏡下觀(guān)察星形膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)及數(shù)量變化情況。
2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。所有數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,數(shù)據(jù)處理采用單因素方差分析(One-way ANOVA),組間兩兩比較采用LSD法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠體質(zhì)量的影響 造模成功后,給藥過(guò)程中,每周稱(chēng)量一次大鼠體質(zhì)量統(tǒng)計(jì)。見(jiàn)圖1。從圖1中可以看出,與對(duì)照組比較,手術(shù)組在初始前3周時(shí),體質(zhì)量顯著下降(P<0.01),給予心腦舒通膠囊治療3周后,治療組體質(zhì)量增加,恢復(fù)到接近對(duì)照組的水平。
3.2 心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠學(xué)習(xí)和記憶的改善作用 水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠學(xué)習(xí)和記憶的改善作用,如圖2所示。與對(duì)照組比較,模型組的逃避潛伏期明顯增加(P<0.01),與模型組比較,心腦舒通14 mg/kg及56 mg/kg組逃避潛伏期明顯降低(P<0.01)??臻g探索實(shí)驗(yàn)表明,與對(duì)照組相比較,模型組通過(guò)平臺(tái)的次數(shù)明顯減少(P<0.01),各治療組通過(guò)平臺(tái)次數(shù)有所增加,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。通過(guò)對(duì)各組大鼠空間探索階段游泳速度的統(tǒng)計(jì),各組大鼠體力沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。
圖1 心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠體質(zhì)量的影響Fig.1 Effectsof XNST on VD ratsof body weight
圖2 心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠學(xué)習(xí)和記憶的改善作用Fig.2 Effectsof XNST on VD ratsoflearning and memory ability
3.3 心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠腦組織病理?yè)p害的影響 尼氏染色結(jié)果表明,對(duì)照組腦組織切片中可見(jiàn)海馬CA1區(qū)神經(jīng)元細(xì)胞染色較深,尼氏體顆粒較大且多見(jiàn),細(xì)胞排列整齊,核仁清晰可見(jiàn),見(jiàn)圖3。模型組腦組織切片中可見(jiàn)海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞排列紊亂、稀疏,染色淺,尼氏體顆粒小,數(shù)量少。心腦舒通56 mg/kg組腦組織切片中可見(jiàn)海馬CA1區(qū)尼氏體染色較深,顆粒大且多見(jiàn),細(xì)胞排列整齊,接近正常。對(duì)其神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以看出,模型組比對(duì)照組神經(jīng)細(xì)胞數(shù)目明顯降低(P<0.01),給藥后心腦舒通56 mg/kg組較模型組神經(jīng)細(xì)胞顯著性增加(P<0.01),心腦舒通14 mg/kg組也有增加趨勢(shì),但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。
3.4 心腦舒通對(duì)VD呆大鼠GFAP和Iba-1表達(dá)的影響 采用SABC免疫組化法來(lái)探究心腦舒通膠囊對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP和小膠質(zhì)細(xì)胞Iba-1表達(dá)的影響,結(jié)果表明,模型組大鼠海馬CA1區(qū)GFAP和Iba-1表達(dá)明顯增多,細(xì)胞深染,突起變長(zhǎng)、增粗和分支增多,見(jiàn)圖4。而心腦舒通給藥組GFAP和Iba-1表達(dá)減少,細(xì)胞染色較淺,突起細(xì)短,從而證明心腦舒通膠囊能抑制缺血損傷后星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活化,抑制GFAP和Iba-1的表達(dá)。
VD是指各種腦血管病引起腦功能障礙而產(chǎn)生的獲得性智能損害綜合征,是僅次于阿茨海默氏病的第2位的最常見(jiàn)癡呆[7]。然而由于生存環(huán)境、生活方式、體質(zhì)差異等原因,也有報(bào)道稱(chēng)在亞洲及許多發(fā)展中國(guó)家,VD視為老年性癡呆的首發(fā)原因[8-9]。VD的主要臨床癥狀為記憶力減退和認(rèn)知功能障礙,這與大腦海馬區(qū)的功能相關(guān)。海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的損傷死亡是導(dǎo)致VD的主要原因,所以神經(jīng)細(xì)胞損傷后的修復(fù)對(duì)VD的治療具有重大的意義。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞,具有免疫防御和炎癥反應(yīng)[10],在生理?xiàng)l件下,休眠的小膠質(zhì)細(xì)胞有平衡神經(jīng)系統(tǒng)和支持神經(jīng)細(xì)胞的重要作用。抑制小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化所引起的炎癥反應(yīng)可以作為治療和緩解神經(jīng)退行性疾病和腦損傷的重要途徑之一[11-12]。星形膠質(zhì)細(xì)胞具有支持、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞的作用,但在腦缺血的病理狀態(tài)下,星形膠質(zhì)細(xì)胞被激活后產(chǎn)生大量的一氧化氮、白細(xì)胞介素-6等細(xì)胞毒性因子,而引起神經(jīng)元的損傷[13-14]。所以在腦損傷后抑制小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度表達(dá),對(duì)腦損傷后的恢復(fù)具有重要意義。心腦舒通膠囊的主要成分為蒺藜總皂苷,具有舒利血脈、平肝解郁、活血祛風(fēng)的藥理作用,現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷具有降血脂、改善腦循環(huán),保護(hù)缺血腦組織的作用等[15-16],臨床多用于腦中風(fēng)后的恢復(fù)等心腦血管疾病。
圖3 心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠腦組織病理?yè)p害的影響Fig.3 Effects of XNST on VD rats of neuronal cell count in hippocampus
圖4 心腦舒通對(duì)VD大鼠GFAP和Iba-1表達(dá)的影響Fig.4 Effectsof XNST on VD ratsof the expression GFAP and IBA-1 of the hippocampus
本研究表明,心腦舒通膠囊能顯著提高VD大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力,心腦疏通能明顯降低大鼠的水迷宮逃避潛伏期,明顯增加在定位巡航階段穿過(guò)平臺(tái)的次數(shù)。海馬CA1區(qū)尼氏染色表明,心腦舒通膠囊能改善神經(jīng)細(xì)胞的形態(tài)和活力,促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞再生。此外,心腦舒通能降低星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活化,抑制GFAP和Iba-1表達(dá)。這些結(jié)果為心腦舒通膠囊對(duì)VD大鼠的神經(jīng)保護(hù)作用及部分機(jī)制提供理論依據(jù)。
[1] 張 瑩,殷曉莉.中醫(yī)藥治療血管性癡呆研究概況[J].實(shí)用中醫(yī)內(nèi)科雜志,2014,28(7):176-178.
[2] 盧國(guó)彥,楊紅云,王少峽,等.心腦舒通及其單體成分對(duì)內(nèi)毒素激活的小膠質(zhì)細(xì)胞的影響[J].天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2014,33(1):19-21.
[3] 杜寶奎.心腦舒通膠囊治療腦血栓形成后遺癥的臨床效果[J].中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥,2015,10(5):29-30.
[4] 馬萌萌,胡利民,王喬悅,等.心腦舒通對(duì)缺氧/復(fù)氧損傷神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用及其機(jī)制研究[J].天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2015,34(4):245-247.
[5]鄭金榮.心腦舒通膠囊與速效救心丸治療老年冠心病心絞痛的臨床療效觀(guān)察[J].中國(guó)基層醫(yī)藥,2003,10(10):1066.
[6] 楊牧祥,武常生,于文濤,等.醒腦啟智膠囊對(duì)血管性癡呆小鼠腦組織海馬區(qū)乙酰膽堿酯酶的影響[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2006,29(3):177-180.
[7]Ott A,Bretder MM,Harskamp F,et al.Prevalence Of Alzheimer’s di2sease and vascular dementia:association with education The Rotterdam study[J].British Medical Journal,1995,310(6985):970-973.
[8] 田金洲,王永炎,Judy Haworth,等.血管性癡呆研究述評(píng)[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),1997,7(20)4:2-7.
[9] Korczyn AD,Vakhapova V,Grinberg LT.Vascular dementia[J].J Neurol Sci,2012,322(1-2):2-10.
[10]景浩然,胡利民,王少峽,等.丹紅注射液及其活性組分對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞NO分泌的抑制作用[J].現(xiàn)代藥物與臨床,2013,28(3):285-287.
[11]Giovannini MG,Scali C,Prosperi C,et al.Beta-amyloid-induced inflammation and cholinergic hypofunction in the rat brain in vivo:involvement of thep38MAPKpathway[J].Neurobiol Dis,2002,11(2):257-74.
[12]van Rossum D,Hanisch UK.Microglia[J].Metab Brain Dis,2004,19(3):393-411.
[13]Garcia AD,Doan NB,Imura T,et al.GFAP-expressing progenitors are the principal source of constitutive neurogenesis in adult mouse forebrain[J].Nat Neurosci,2004,7(11):1233-1241.
[14]Del Zoppo GJ.Inflammation and the neurovascular unit in the settingof focal cerebral ischemia[J].Neuroscience,2009(158):972-982.
[15]張 錦.心腦舒通對(duì)大鼠急性多梗腦缺血的保護(hù)作用及機(jī)理研究[D].北京:北京中醫(yī)藥大學(xué),2005.
[16]曲 晶.心腦舒通膠囊的臨床應(yīng)用綜述[J].藥物研究,2012,8(7):60.