【摘 要】目的:探討脂聯(lián)素對糖尿病伴發(fā)局灶性腦缺血大鼠的神經(jīng)保護作用及可能機制。方法:取SD雄性大鼠45只,制作糖尿病大鼠,并在此基礎(chǔ)上制作急性局灶性腦缺血模型,后大鼠隨機分成3組,分別為假手術(shù)組、對照組、實驗組。干預(yù)后2周首先使用改良神經(jīng)功能缺損(mNSS)量表評價各組大鼠神經(jīng)功能缺損情況。激光共聚焦觀察各組大鼠缺血區(qū)微血管直徑、密度和總面積。ELISA法檢測血漿和局部腦組織的血管內(nèi)皮生長因子表達情況。結(jié)果:(1)mNSS評分:實驗組較對照組組明顯降低。(2)三維共聚焦顯示:實驗組血管直徑明顯小于假手術(shù)組及對照組;實驗組較對照組血管密度顯著增多,實驗組的微血管總面積顯著大于對照組。(3)ELISA法結(jié)果顯示:實驗組大鼠血漿VEGF濃度顯著高于對照組。結(jié)論:脂聯(lián)素具有明顯的神經(jīng)保護作用,其可能與VEGF有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】脂聯(lián)素;糖尿病;卒中;神經(jīng)保護;血管內(nèi)皮生長因子
脂聯(lián)素(Adiponectin,APN)是常見的脂肪因子之一,主要由脂肪細胞分泌的一種內(nèi)源性生物活性蛋白,具有調(diào)節(jié)糖脂代謝、抗炎、抗動脈粥樣硬化、促進血管內(nèi)皮細胞的增殖和遷移等多種作用,在缺血性腦血管病中有著廣泛的應(yīng)用前景 [1-2]。可惜的是至今為止,此類研究較少。為此,本課題選用在糖尿病模型基礎(chǔ)上,首先制備MCAO(缺血再灌注模型)大鼠,后給予APN干預(yù),2周后觀察各組大鼠的神經(jīng)功能恢復(fù)情況,同時通過檢測血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達情況來探討其可能的分子生物學(xué)機制,為ICD的治療提供新的思路。
1 材料與方法
1.1 實驗動物與模型的制備和分組
從武漢大學(xué)動物實驗中心購得雄性SD大鼠60只,SPF級, 8~12周,體重180-220g。分籠飼養(yǎng)于江漢大學(xué)動物實驗中心飼養(yǎng)。
采用高脂高糖飲食加腹腔注射鏈脲佐菌素的方法制備2型糖尿病動物模型,后采用改良Longa-Zea線栓法制作大腦中動脈閉塞(MCAO)模型[3]。所有實驗大鼠隨機分成3組,分別為假手術(shù)組(sham組)、對照組(MCAO+生理鹽水)、實驗組(MCAO+APN干預(yù)),每組15只大鼠。所有干預(yù)措施采用腹腔注射,實驗組將APN注射到大鼠體內(nèi),對照組以同等生理鹽水注入,連續(xù)干預(yù)14天。
1.2 神經(jīng)功能缺損評分
采用改良的大鼠神經(jīng)功能缺損評分量表(mNSS)[3]。分別在術(shù)前1d、術(shù)后14d進行,評分3~14分的動物入組。
1.3 共聚焦三維腦血管成像
于造模后14d,每組分別取6只采用振動切片機冠狀切片,選取視交叉部位,向大腦端連續(xù)切片,片厚100?m。用激光掃描共聚焦顯微鏡掃100個層面,分析各組大鼠血管形態(tài)、內(nèi)徑、密度及單位面積熒光物質(zhì)點數(shù)。
1.4 ELISA法檢測血漿VEGF濃度
干預(yù)后14d,每組分別取6只大鼠靜脈外周血,應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附法檢測血漿VEGF水平,具體操作過程依照試劑盒說明書進行。
1.5 統(tǒng)計學(xué)分析
各組數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準差()表示,兩樣本間比較采用配對t 檢驗,組間比較采用單因素方差分析。所有統(tǒng)計計算由SPSS13.0軟件完成,以P<0.05表示存在統(tǒng)計學(xué)差異。
2 結(jié)果
2.1 大鼠的神經(jīng)功能缺損評分
(1)模型制作前1d,假手術(shù)組、對照組、實驗組mNSS評分分別為(1.60±0.08)分、(1.63±0.43) 分和(1.63±0.63)分,組間無顯著性差異(F=0.70,P>0.05),術(shù)前各組大鼠的生理實驗基礎(chǔ)基本相同,各組具有可比性。
(2)術(shù)后3d對照組、實驗組在模型制作后均出現(xiàn)明顯的神經(jīng)功能缺損,mNSS評分分別為(10.03±0.44)分和(10.74±0.37)分,與假手術(shù)組(2.03±0.36)分相比,均出現(xiàn)顯著性差異(F= 864.46,P<0.01)。
2.2 三維共聚焦血管成像
實驗組的毛細血管直徑(2.93±0.49) ?m 較假手術(shù)組(4.44±0.16)?m和對照組(3.56±0.42)?m明顯減少(F=104.242,P<0.01);實驗組的血管密度(234.68±14.64)個/0.002 mm3較假手術(shù)組(130.88±6.34)個/0.002 mm3及對照組(176.26±10.87)個/0.002 mm3均有顯著增大(F=290.49,P<0.01);
2.3 血漿VEGF濃度
術(shù)后14d,用酶聯(lián)免疫吸附法測得假手術(shù)組、對照組和實驗組大鼠血漿VEGF濃度,分別為4.49±0.78、13.76±4.04、50.35±6.44pg/ml,三組間存在顯著性差異(F=436.04,P<0.01)。其中,對照組(P=0.004)和實驗組(P=0.002)顯著性高于假手術(shù)組,而實驗組也顯著性高于對照組(P=0.001)。
3 討論
本研究發(fā)現(xiàn),在大鼠干預(yù)后發(fā)現(xiàn)對照組、實驗組大鼠均出現(xiàn)明顯的功能缺損,但是對照組大鼠的腦損傷程度較重。說明APN可以有效的減輕腦缺血大鼠神經(jīng)功能受損。進一步的我們觀察了APN對急性腦缺血大鼠的血管形成影響,發(fā)現(xiàn)實驗組大鼠的血管密度明顯增加,血流恢復(fù)較快,而對照組的血管密度與兩個實驗組相比卻有很大的差異(P<0.01)。這表明,APN可以促進缺血區(qū)大腦的血管新生,其可能與腦缺血區(qū)域的微環(huán)境能夠促進血管內(nèi)皮細胞的遷移和存活并分化形成新生血管有關(guān)。
為了進一步探索APN的分子生物學(xué)機制,我們檢測了血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)這種經(jīng)典的血管生成因子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比,實驗組大鼠的血漿VEGF水平明顯增加(P<0.05)。我們知道,血管的生成主要包括血管新生和血管發(fā)生,而這兩個過程均與血管生成因子密切相關(guān),尤其是在腦缺血發(fā)生后會反應(yīng)性增加,改善腦卒中預(yù)后[2,4]。其中VEGF是已知的最經(jīng)典的血管生成因子之一,在血管生成過程中,它與其受體VEGFR結(jié)合,促進內(nèi)皮增殖、黏附、遷移[3,5],啟動血管新生,發(fā)揮其生物學(xué)功能,并促進神經(jīng)元生長。經(jīng)過研究證實,增加腦缺血組織的局部VEGF濃度,可刺激缺血附近的微血管生長和側(cè)支循環(huán)形成,從而達到腦缺血損傷的保護作用[3]。而且VEGF在嚙齒類動物海馬腦區(qū)的高親和力的Flk-1受體結(jié)合后,促進海馬小膠質(zhì)細胞內(nèi) VEGF-mRNA的高表達,發(fā)揮神經(jīng)保護效應(yīng)[6]。另最近有研究表明,VEGF不僅具有促進血管新生作用,還可發(fā)揮多效性神經(jīng)保護因子的作用[7]。
由此我們推測,APN能夠減輕腦缺血再灌注大鼠的神經(jīng)損傷和改善神經(jīng)功能,機制可能與VEGF介導(dǎo)的血管新生有關(guān)。
(通訊作者:朝浩)
參考文獻
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作者簡介
尹曉新,主任醫(yī)師,教授,碩士研究生導(dǎo)師,副院長,武漢科技大學(xué)附屬漢陽醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科。
朝浩,副主任醫(yī)師,副教授,神經(jīng)內(nèi)科科室主任,武漢科技大學(xué)附屬漢陽醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科。
楊濤,副主任醫(yī)師,副教授,武漢科技大學(xué)附屬漢陽醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科。