李羴唐俊波韋瑀龍陳壯宣毅陳思仲宣偉軍,2*
1廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院耳鼻咽喉頭頸外科(南寧530023)
2廣西中醫(yī)藥大學(xué)瑞康臨床醫(yī)學(xué)院耳鼻咽喉頭頸外科(南寧530011)
3廣西中醫(yī)藥大學(xué)瑞康臨床醫(yī)學(xué)院制藥廠(南寧530011)
4 School of engineering,Tufts university,USA(Medford MA02155)
最近研究表明[1-3],中藥復(fù)方健耳劑具有顯著對(duì)抗C57BL/6J小鼠老年性耳蝸毛細(xì)胞、螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元凋亡及保護(hù)聽(tīng)力的作用,中藥聰耳通竅劑系中藥復(fù)方健耳劑側(cè)重健脾補(bǔ)腎藥的同方同量但不同比例姐妹方,為了解其干預(yù)慶大霉素(gentamycin,GM)耳毒性聾影響作用與藥效機(jī)制,我們以豚鼠GM耳、腎毒性損害作為模型,通過(guò)觀察耳蝸毛細(xì)胞、聽(tīng)性腦干反應(yīng)(Auditory Brainstem Response,ABR)測(cè)聽(tīng)、腎組織切片、血尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)濃度、耳蝸超氧化物歧化酶1(Superoxide dismutase-1,SOD1)以及腎組織的細(xì)胞凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激 酶 -1(apoptosis signal regulating kinase-1,ASK-1)、硫氧還蛋白(Thioredoxin,Trx)、caspase-3表達(dá)等變化情況,了解該中藥對(duì)GM耳、腎毒性的防護(hù)作用,探討抑制活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS)分子作用途徑,以及通過(guò)護(hù)腎,達(dá)到護(hù)耳的作用機(jī)制,同時(shí)揭示以中醫(yī)健脾補(bǔ)腎理論為主指導(dǎo)防聾治聾的科學(xué)意義。
選擇健康無(wú)中耳疾患,耳廓反射靈敏,體重平均300g,2月齡雜色豚鼠60只,雌雄不拘,由昆明市艾尼莫實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)殖中心提供,清潔級(jí)別一級(jí),通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理審核,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(滇)K2012-0002。
聰耳通竅劑主要由黃芪、葛根、骨碎補(bǔ)、女貞子等組成。按照中成藥膠囊藥物提取技術(shù)和方法,經(jīng)過(guò)水煮、濃縮、烘干、反復(fù)粉碎和過(guò)篩等流程,制成每克藥粉相當(dāng)于6.63克生藥材制劑。按照《中藥藥理研究方法學(xué)》(4)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用量換算法得出單倍劑量0.9985g/kg·d,經(jīng)初步研究對(duì)比最終設(shè)定該藥的豚鼠實(shí)驗(yàn)用量為3.994/kg·d。硫酸慶大霉素注射液80mg/支,由貴州天地藥業(yè)有限公司提供(批號(hào):15062403B)。烏拉坦1000g/瓶,由都萊生物科技有限公司提供(批號(hào):20160701)。戊巴比妥鈉0.5g/瓶,由德國(guó)Merck提供(批號(hào):20161201)。
琥珀酸鈉25g/瓶,由天津科密歐化學(xué)試劑有限公司提供(批號(hào):20150110)。氯化硝基四氮唑藍(lán)250mg/瓶,由amresco提供(批號(hào):20151112gl)。尿素氮、肌酐試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所;分光光度計(jì)由上海奧析科學(xué)儀器有限公司提供(型號(hào):UV-1901PC)。mRNA合成單鏈擴(kuò)增逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購(gòu)自大連寶生物工程有限公司;熒光定量PCR引物設(shè)計(jì)在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)查找相關(guān)序列,由北京六合華大基因科技股份有限公司合成;Gold-View I型核酸染色劑購(gòu)于上海索萊寶生物科技有限公司;總RNA抽提試劑盒由美國(guó)Axygen公司提供;中強(qiáng)度RIPA裂解液(產(chǎn)品號(hào):FD008)、蛋白酶抑制劑混合物(產(chǎn)品號(hào):FD1001)、100 mM PMSF(產(chǎn)品號(hào):FD100)、蛋白磷酸酶抑制劑混合物(產(chǎn)品號(hào):FD1002)、BCA蛋白定量試劑盒(產(chǎn)品號(hào):FD2001)均由弗德生物公司提供;5*蛋白上樣緩沖液(產(chǎn)品號(hào):AR1112)由博士德公司提供;Tris-base(產(chǎn)品號(hào):V900483)由Vetec公司提供;甘氨酸(產(chǎn)品號(hào):G800880)、過(guò)硫酸銨(產(chǎn)品號(hào):A801035)、N.N-甲叉雙丙烯酰胺(產(chǎn)品號(hào):N813086-100g)均由Macklin公司提供;PDVF膜(產(chǎn)品號(hào):IPVH00010)由Millipore公司提供;預(yù)染蛋白標(biāo)志物(產(chǎn)品號(hào):26616)由Fermentas公司提供;SDS(產(chǎn)品號(hào):0227)由Amresco公司提供;一抗Anti-ASK1Antibody(產(chǎn)品號(hào):ab45178)、Anti-TRX antibody(產(chǎn)品號(hào):ab109385)、Anti-Caspase-3 antibody(產(chǎn)品號(hào):ab13847)均由Abcam公司提供;二抗Hrp-Goat Anti-Rabbit IgG(產(chǎn)品號(hào):111-035-003)、HRP-Goat Anti-Mouse IgG(產(chǎn)品號(hào):111-035-003)均由Jackson公司提供。采用美國(guó)Bio-Rad實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)-MyiQ5 Real Time PCR Detection System;聽(tīng)性腦干反應(yīng)測(cè)試儀采用美國(guó)TDT公司的TDT-III型聽(tīng)覺(jué)生理檢測(cè)系統(tǒng)及BioSigRP軟件;電磁屏蔽箱由上海電子器械廠提供;多功能酶標(biāo)儀(型號(hào):DG5033A)由南京華東電子集團(tuán)醫(yī)療裝備有限責(zé)任公司提供;電泳儀(型號(hào):DYY-7C)由北京六一儀器廠提供。
將60只動(dòng)物隨機(jī)分為正常對(duì)照組、慶大霉素對(duì)照組(GM對(duì)照組)、聰耳通竅劑+慶大霉素組(中藥+GM組)各20只,其中GM對(duì)照組按200mg/kg·d劑量,每天注射2次,兩側(cè)大腿及腹腔交替注射,連續(xù)9天,第11天終止飼養(yǎng);GM+中藥組預(yù)先連續(xù)服用聰耳通竅劑10天,然后在繼續(xù)服用中藥同時(shí)開(kāi)始注射GM,GM用量和方法同GM對(duì)照組,連續(xù)9天同時(shí)停藥,第11天終止飼養(yǎng);正常對(duì)照組則按常規(guī)飼養(yǎng)至11天。中藥+GM組每天劑量的1/2用于人工灌服,1/2溶入自吸水瓶中,供豚鼠同時(shí)自動(dòng)飲用,在沒(méi)有其它水源供應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件下,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物因生理需要而必須每天攝取足夠的飲水,因而也就保證了實(shí)驗(yàn)豚鼠每天都能攝取到規(guī)定的藥物劑量。
每組各取6只動(dòng)物用于檢測(cè)ABR,觀察聽(tīng)功能變化。第11天期滿后每組各取6只動(dòng)物耳蝸應(yīng)用Real Time PCR(RT-PCR)技術(shù)檢測(cè)SOD1表達(dá);8只動(dòng)物取耳蝸應(yīng)用耳蝸鋪片技術(shù),琥珀酸脫氫酶染色方法,觀察毛細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化;取心臟血應(yīng)用分光光度計(jì)檢測(cè)BUN、Cr,觀察腎功能變化;取右側(cè)腎臟用于腎組織切片,應(yīng)用HE染色,觀察腎組織病理變化,其中每組6只動(dòng)物左側(cè)腎臟用于westernblot檢測(cè)腎組織ASK-1、Trx、caspase-3蛋白。
戊巴比妥鈉用無(wú)菌生理鹽水配成1%濃度,按30mg/Kg對(duì)豚鼠進(jìn)行腹腔注射,深度麻醉后移入測(cè)聽(tīng)室內(nèi)的電磁屏蔽箱進(jìn)行ABR檢測(cè),其中豚鼠顱頂正中皮下插入?yún)⒖茧姌O,耳廓后緣皮下插入測(cè)試電極,接地電極橫向安放在鼻尖處,測(cè)試電極阻值小于1k歐,ER-10C耳機(jī)固定在受測(cè)豚鼠的外耳道口,然后進(jìn)行短聲刺激,以21次/秒為重復(fù)率,強(qiáng)度范圍在10-110dBSPL,疊加1024次,在帶通濾波300-3000Hz,共掃描時(shí)間10ms,由BioSigRP軟件匯總記錄數(shù)據(jù),計(jì)算III波反應(yīng)閾值。取正常對(duì)照組ABR閾值分別與GM對(duì)照組、中藥+GM組第5、7、9天的ABR閾值進(jìn)行比較,觀察不同時(shí)間的聽(tīng)力改變情況。
用無(wú)菌生理鹽水將烏拉坦配成20%,按1.5g/Kg經(jīng)腹腔注射麻醉,心臟抽吸血液用于腎功能指標(biāo)檢測(cè),然后迅速斷頭,打開(kāi)聽(tīng)泡取耳蝸用于耳蝸鋪片或RT-PCR檢測(cè),同時(shí)取腎臟用于腎組織切片。供RT-PCR用動(dòng)物耳蝸浸泡于RNA保護(hù)液中,置-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩DI臟浸入10%中性福爾馬林固定,置4℃冰箱保存?zhèn)溆?。豚鼠耳蝸鋪片技術(shù)采用前期琥珀酸脫氫酶染色成功經(jīng)驗(yàn)[1],主要方法是將動(dòng)物蝸尖鉆孔并摘除鐙骨同時(shí)打開(kāi)園窗,向耳蝸內(nèi)灌入琥珀酸脫氫酶染色液,由0.2M琥珀酸鈉、0.2M磷酸鹽緩沖液、0.1%氯化硝基四氮唑藍(lán)配制而成,在37℃恒溫箱內(nèi)作用40分鐘到60分鐘,然后將耳蝸浸入10%中性福爾馬林固定液固定24小時(shí),常規(guī)脫鈣后分離取出全耳蝸基底膜,移入載玻片上的甘油滴中,蓋上蓋玻片,中性樹(shù)膠封固。在標(biāo)記單位長(zhǎng)度為0.01 mm刻度的光學(xué)顯微鏡下,分別放大100、200、400倍鏡觀察各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物全耳蝸鋪片各回基底膜上毛細(xì)胞形態(tài)變化情況,然后分別截取每組每個(gè)樣本耳蝸各回同等部位三排外毛細(xì)胞,在同等單位距離內(nèi)計(jì)數(shù),其中正常對(duì)照組、中藥+GM組選擇形態(tài)正常外毛細(xì)胞納入統(tǒng)計(jì)范圍,GM對(duì)照組凡能夠辨認(rèn)出有形細(xì)胞體也納入統(tǒng)計(jì)范圍,最后應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
選擇PCR參考引物序列ACTB(5'-3'):上游GAAGAGCTATGAGCTGCCTGA;下游GCAGCAAAGTAGTAACAGTCCG;長(zhǎng)度(bp)441。PCR目標(biāo)引物序列SOD1上游5’-AAGCACGGATTCCATGTCCA-3';下 游 5'-TTGCCCAGGTCATCTGGTTT-3';長(zhǎng)度(bp)260。
將耳蝸移至預(yù)冷的研缽中,研磨成粉末。按照總RNA小量制備試劑盒步驟提取總RNA。按照反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)試劑盒說(shuō)明進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄PCR反應(yīng)合成cDNA。加入引物,在實(shí)時(shí)定量PCR儀檢測(cè)系統(tǒng)中,反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性10min,然后經(jīng)過(guò)95℃15s,60℃1min,共40個(gè)循環(huán),60℃延伸1min,測(cè)出內(nèi)參基因ACTB和目的基因SOD1在不同樣本中擴(kuò)增的Ct值,2-△△Ct法計(jì)算基因表達(dá)量差異倍數(shù)值。
血液離心,取上清液作為樣品。按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作方法,配置標(biāo)準(zhǔn)加樣,分別做成標(biāo)準(zhǔn)管、標(biāo)準(zhǔn)空白管、測(cè)定管,其中BUN檢測(cè)條件,各管37h水浴10分鐘,640nm波長(zhǎng)測(cè)定各管吸光度值。Cr檢測(cè)條件,各管37℃孵育5分鐘,546nm波長(zhǎng)測(cè)定A1、A2各管吸光度值。最后按照公式計(jì)算出尿素氮、Cr終值,即:
腎臟經(jīng)10%中性福爾馬林固定后,常規(guī)梯度乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋。取5μm切片,二甲苯脫蠟,梯度乙醇水化,蘇木素染色,鹽酸乙醇分色,最后伊紅染色。光學(xué)顯微鏡分別在100、200、400等放大倍數(shù)下觀察腎小球、腎小管及細(xì)胞等病理改變情況并作對(duì)比。
取每組6個(gè)動(dòng)物腎組織同部位等量小塊,加入含有蛋白酶抑制劑的RIPA裂解液冰上徹底勻漿,勻漿液轉(zhuǎn)移至離心管,振蕩,冰浴30min,移液器反復(fù)吹打,致細(xì)胞完全裂解,離心,收集上清,即為總蛋白溶液。根據(jù)BCA蛋白定量試劑盒說(shuō)明操作,按標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品蛋白濃度,加入適當(dāng)體積的蛋白上樣緩沖液進(jìn)行沸水浴,分灌分離膠、濃縮膠,加電泳液,上樣電泳(濃縮膠75V,分離膠120V),經(jīng)甲醇活化的PVDF膜轉(zhuǎn)膜(200mA,1h),室溫下脫色搖床上用0.5%TBST配制的5%的脫脂牛奶封閉1h,加入TBST溶解的5%脫脂牛奶(或TBST溶解的5%BSA)稀釋一抗,4℃過(guò)夜,在室溫下脫色搖床上TBST復(fù)洗,加入稀釋二抗,室溫下孵育30min后,在室溫下脫色搖床上TBST復(fù)洗。常規(guī)化學(xué)發(fā)光顯色法進(jìn)行染色和顯色,最后顯影和定影,拍照,將膠片進(jìn)行掃描存檔,Image J軟件處理系統(tǒng)計(jì)算和分析目標(biāo)帶的灰度值。
應(yīng)用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以xi s表示,兩兩比較用LSD-t檢驗(yàn)法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
ABR檢測(cè)結(jié)果顯示(表1),第5天,GM對(duì)照組與正常對(duì)照組比較,ABR閾值差異具有顯著意義(P<0.05),與中藥+GM組比較尚無(wú)顯著性差異(P>0.05),而中藥+GM組與正常對(duì)照組比較,則差異無(wú)顯著意義(P>0.05)。第7天,GM對(duì)照組ABR閾值繼續(xù)增高,與中藥+GM組比較開(kāi)始出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05),第9天平均閾值已超過(guò)90dBSPL,聽(tīng)力幾乎喪失,與其它兩組比較,短期差異繼續(xù)擴(kuò)大(P<0.01)。第9天中藥+GM組與前期聽(tīng)力比較仍保持無(wú)顯著性差異(P>0.05),但與正常對(duì)照組比較開(kāi)始出現(xiàn)差異具有顯著性意義(P<0.05)。
各組動(dòng)物第11天全耳蝸鋪片結(jié)果顯示(圖1),正常對(duì)照組各回三排外毛細(xì)胞以及內(nèi)毛細(xì)胞形態(tài)正常,數(shù)量完整,排列有序,清晰可辨(圖1.A1-A3)。GM對(duì)照組三排外毛細(xì)胞損毀嚴(yán)重,絕大部分細(xì)胞出現(xiàn)嚴(yán)重崩解不全,或凋亡縮小,但內(nèi)毛細(xì)胞仍基本存在,清晰可辨(圖1.B1-B3)。中藥+GM組三排外毛細(xì)胞正常數(shù)量雖然不如正常對(duì)照組多,但除少量而且散在崩解不全外,大多仍存留可辨,形態(tài)如常,內(nèi)毛細(xì)胞仍保持完整,清晰可辨(圖3.C1-C3)。各組各回三排外毛細(xì)胞統(tǒng)計(jì)如表2所示,其中GM對(duì)照組第1回與第3回比較差異顯著(P<0.01),與正常對(duì)照組、中藥+GM組對(duì)應(yīng)第1、2、3回之間比較,差別均有顯著性意義(P<0.01)。中藥+GM組各回與正常對(duì)照組比較,差別也有顯著性意義(P<0.01)。
圖1 耳蝸基底膜鋪片:A為正常對(duì)照組;B為GM對(duì)照組;C為中藥+GM組(注:1、2、3分別表示所在耳蝸第1、2、3回位置。琥珀酸脫氫酶染色。放大倍數(shù):10X40)Fig.1 Stretched preparations of cochlear basement membrane:A as the normal control group,B as the GM control group,C as the CH+GM group(Note:1,2,3 respectively indicate to be located in the first turn,second turn and third turn in cochlea.Succinate dehydrogenase stain.Magnification:10X40)
表1 三組動(dòng)物ABR閾值比較(dBSPL,xi SD)Table 1 Comparison ofABR thresholds in three groups of animals(dBSPL,x±SD)
各組動(dòng)物耳蝸組織SOD1mRNA、血清BUN和Cr檢測(cè)結(jié)果顯示(表3),中藥+GM組無(wú)論耳蝸組織SOD1mRNA,或與正常對(duì)照組或GM對(duì)照組比較差異均具有顯著性或非常顯著性意義(P<0.01,P<0.05),即明顯高于其它兩組,而其血清BUN和Cr與GM對(duì)照組比較也具有非常顯著性差異(P<0.01),即明顯低于GM對(duì)照組,但其Cr與正常對(duì)照組比較,兩組差異具顯著性意義(P<0.05)。GM對(duì)照組血清BUN和Cr與正常對(duì)照組比較,差異均具有非常顯著性意義(P<0.01),即明顯高于正常對(duì)照組。
腎臟切片染色結(jié)果顯示(圖2),正常對(duì)照組腎皮質(zhì)、髓質(zhì)無(wú)改變,腎小管結(jié)構(gòu)正常,腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)略充血,余無(wú)異常(圖A1-2)。GM對(duì)照組呈腎皮質(zhì)增厚,腎小球彌漫性增大,毛細(xì)血管網(wǎng)充血,腎小球內(nèi)細(xì)胞數(shù)目明顯增多,提示增生改變,部分球囊腔閉鎖,或腎球囊及毛細(xì)血管間質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)纖維素及白細(xì)胞樣滲出物,近曲小管上皮細(xì)胞明顯濁腫(圖B1-2)。中藥+GM組腎皮質(zhì)、髓質(zhì)無(wú)明顯改變,僅極少數(shù)腎小球有所偏大,或輕度充血,其內(nèi)細(xì)胞數(shù)目稍增多,部分腎小管上皮細(xì)胞輕度濁腫,余也未見(jiàn)明顯改變(如圖C1-2)。
圖2 腎組織切片:A為正常對(duì)照組;B為GM對(duì)照組;C為中藥+GM組(注:1、2分別為放大倍數(shù)10x20,10x40。藍(lán)色箭頭示腎小球;綠色箭頭示腎小球囊腔;黑色箭頭示腎小管。HE染色)Fig.2 Slices of nephridial tissue:A as normal control group;B as GM control group;C as CH+GM group(Note:1,2 respectively indicate magnification of 10 X 20,10 X 40).The blue arrow indicates the glomerulus;the green arrow indicates the glomerular sac;and the black arrow indicates the renal tubule.HE stain)
Western blot檢測(cè)各組動(dòng)物腎組織ASK-1、Trx、caspase-3蛋白統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(表4),GM對(duì)照組與正常對(duì)照組比較,其中ASK-1、caspase-3高于正常對(duì)照組和中藥+GM組,Trx則低于正常對(duì)照組和中藥+GM組,它們的差異均具有顯著性意義(P<0.05)。而中藥+GM組與正常對(duì)照組比較,除對(duì)Trx、ASK-1的表達(dá)兩者差別無(wú)顯著性意義外(P>0.05),對(duì)caspase-3表達(dá)則高于正常對(duì)照組(P<0.05)。
表2 三組動(dòng)物耳蝸各回三排外毛細(xì)胞統(tǒng)計(jì)比較(個(gè)/0.05mm,xi SD)Statisticalcomparisonofthreerowsofouterhaircellsfromcochleareachturninthreegroupsofanimal(sNumber/0.05mm,x±SD)
表3 三組動(dòng)物SOD1mRNA、BUN、Cr含量統(tǒng)計(jì)比較(xi SD)Table 3 Statistical comparison of SOD1 mRNA,BUN and Cr contents in three groups of animals(x±SD)
傳統(tǒng)中醫(yī)理論認(rèn)為,耳屬清竅,脾主升清降濁,清陽(yáng)出上竅,“脾為孤臟,…其不及則令九竅不通”(《素問(wèn)·玉機(jī)真藏論》),而“陽(yáng)明為諸脈之海,故胃中空則宗脈虛,宗脈虛則陽(yáng)氣不升而下流,下流則上竭,輕則為鳴,重則為聾矣”(《類經(jīng)·十八卷·疾病類·口問(wèn)十二邪之刺》);“腎主耳,在竅為耳”(《素問(wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》),“腎氣通于耳,腎和則能聞五音矣”(《靈樞·脈度篇》),腎主藏精,“精脫者耳聾”(《靈樞·決氣篇》)。故耳的生理功能有賴于脾、腎正常功能的維系,若脾、腎不足則易致耳竅失聰,耳與脾、腎生理和病理關(guān)系密切。古代中醫(yī)文獻(xiàn)記載的以健脾為主的“益氣聰明湯”(《證治準(zhǔn)繩》),以補(bǔ)腎為主的“耳聾左慈丸”(《重訂廣溫?zé)嵴摗罚┘词侵委煻@耳鳴的脾、腎理論代表方劑。聰耳通竅劑方組以黃芪、葛根、骨碎補(bǔ)、女貞子為主,則是取黃芪等健脾益氣,葛根等升清降濁,骨碎補(bǔ)、女貞子等補(bǔ)腎益精,互相配伍,相得益彰,寓脾腎兼施為主之意?,F(xiàn)代藥理研究表明,黃芪具有廣泛的藥理影響作用,其中可提高紅細(xì)胞膜Na+,K+-ATP酶活性,可使紅細(xì)胞超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著升高,促進(jìn)抗氧化作用,延長(zhǎng)組織細(xì)胞壽命,促進(jìn)核酸蛋白質(zhì)代謝;提高血清cAMP含量,抑制血小板功能,擴(kuò)張外周血管,改善微循環(huán),強(qiáng)心和抗心肌缺血,提高組織細(xì)胞耐缺氧能力。對(duì)腎衰大鼠,黃芪可改善腎組織病理變化,明顯降低血清BUN、Cr等。葛根具有顯著改善腦微循環(huán)障礙、抗氧化與清除自由基、抗缺氧、抗凝血和解痙等廣泛藥理作用。骨碎補(bǔ)則能提高組織中酸性磷酸酶活性,促進(jìn)蛋白多糖合成;改善軟骨紅細(xì)胞的功能,推遲細(xì)胞推遲性變,尤其是對(duì)卡那霉素、鏈霉素所致耳毒副反應(yīng)也有一定的預(yù)防作用。女貞子同樣具有明顯提高機(jī)體SOD活性,增強(qiáng)清除自由基;調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能;抗應(yīng)激,提高組織細(xì)胞缺氧耐受力[5]。
GM屬于臨床廣為使用的第一線氨基甙類抗生素(aminoglycoside antibiotics,AmAn),眾所周知,無(wú)論GM或其它AmAn,若誤用或?yàn)E用,由此產(chǎn)生耳毒性和腎毒性副作用也隨之增加。本次研究顯示,GM對(duì)照組聽(tīng)力伴隨著GM日益累積而不斷下降,至第9天ABR平均閾值已超過(guò)90dBSPL,說(shuō)明聽(tīng)力幾乎喪失,與正常對(duì)照組和中藥+GM組比較,差別顯著,并且不斷擴(kuò)大,說(shuō)明短期內(nèi)聽(tīng)力急劇下降,聽(tīng)力破壞嚴(yán)重,而中藥+GM組前后ABR閾值則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差別,說(shuō)明聽(tīng)力保護(hù)較好。第11天毛細(xì)胞形態(tài)學(xué)顯示,GM對(duì)照組耳蝸各回外毛細(xì)胞成片狀毀損嚴(yán)重,這與GM流經(jīng)單位面積同等濃度相關(guān),而內(nèi)毛細(xì)胞基本不受影響,說(shuō)明GM主要選擇性破壞外毛細(xì)胞。外毛細(xì)胞損害底回較頂回明顯,可能與GM流經(jīng)耳蝸途徑先后和儲(chǔ)蓄不同有關(guān)。同時(shí),腎小管和腎小球也受到嚴(yán)重?fù)p害,血清BUN、Cr濃度明顯增加,與正常對(duì)照組比較,差別顯著,表明腎組織病理改變明顯,腎功能明顯障礙。中藥+GM組無(wú)論耳蝸外毛細(xì)胞和聽(tīng)力,還是腎組織和腎功能則損害較輕,與GM對(duì)照組比較差別顯著,其外毛細(xì)胞損害呈散在性,可能與中藥對(duì)抗藥理作用不均有關(guān),但與正常對(duì)照組比較,第9天ABR閾值與第11天耳蝸外毛細(xì)胞計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)兩者結(jié)論相符,也有顯著性差別。由此表明,以健脾補(bǔ)腎為主的該中藥制劑具有較好保護(hù)GM耳、腎毒性作用,但未能達(dá)到完全保護(hù)效果。其護(hù)耳與護(hù)腎關(guān)鍵作用機(jī)制與其抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),干預(yù)ROS介導(dǎo)的細(xì)胞死亡徑路有關(guān),而通過(guò)護(hù)腎,促進(jìn)GM排泄,是其間接護(hù)耳的重要機(jī)制。
通過(guò)護(hù)腎,促進(jìn)GM排泄途徑,間接保護(hù)耳蝸。AmAn體內(nèi)代謝動(dòng)力學(xué),幾乎是從腎臟排除到體外,對(duì)腎臟可構(gòu)成直接損害,可導(dǎo)致急性腎衰竭,而耳神經(jīng)毒性又是其主要并發(fā)癥,因此臨床應(yīng)用時(shí)認(rèn)為監(jiān)測(cè)患者的腎功能狀況很重要[6],換言之,腎功能不全或衰竭勢(shì)必影響GM的正常排泄,加劇耳蝸GM儲(chǔ)蓄,進(jìn)而加重耳蝸外毛細(xì)胞的破壞。有臨床資料報(bào)道[7,8],腎病患者,由于腎功能不全或衰竭,應(yīng)用AmAn導(dǎo)致耳毒性損害的危險(xiǎn)性和發(fā)病率明顯增加。有學(xué)者應(yīng)用血清肌酐、腦干電位和耳蝸鋪片研究卡那霉素腎毒性與耳毒性的關(guān)系時(shí),發(fā)現(xiàn)用藥期間,在出現(xiàn)耳毒作用之前首先出現(xiàn)腎毒作用,聽(tīng)功能的改變出現(xiàn)較遲,因此認(rèn)為腎功能的變化是耳中毒的先兆,提出應(yīng)用卡那霉素過(guò)程中,監(jiān)測(cè)腎功能的改變,在發(fā)現(xiàn)腎功能損害時(shí)及早停用抗生素,可以防止或減輕中毒性耳聾的發(fā)生的觀點(diǎn)[9]。本次研究表明,GM對(duì)照組腎組織受損嚴(yán)重,腎功能障礙指標(biāo)血清BUN和Cr的含量明顯增加,而聰耳通竅劑能夠顯著降低豚鼠GM腎毒性損害模型的血清BUN和Cr的含量,防護(hù)腎小管和腎小球等腎組織的病理改變,提示該中藥具有較好的保護(hù)腎組織和腎功能的作用,其護(hù)腎作用將有利于保障GM從腎臟排泄,減輕耳蝸GM儲(chǔ)蓄,進(jìn)而緩解GM耳毒性損害。有關(guān)護(hù)腎機(jī)制,近來(lái)有報(bào)道證實(shí)[10],通過(guò)GM導(dǎo)致大鼠腎毒性損害研究表明,與正常對(duì)照組比較,GM可顯著升高血清BUN和Cr、腎組織ROS和MDA水平,減少腎谷胱甘肽酶(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,而口服抗氧化劑水飛薊素和褪黑激素后,前述指標(biāo)結(jié)果則與GM對(duì)照組相反,說(shuō)明GM腎毒性損害機(jī)制與ROS產(chǎn)生,觸發(fā)系列細(xì)胞凋亡密切相關(guān),利用某些抗氧化劑可起到有效保護(hù)腎臟作用。本次研究表明,中藥+GM組耳蝸SOD1表達(dá)明顯高于正常對(duì)照組和GM對(duì)照組,先前研究顯示[2,3],聰耳通竅劑同組合不同側(cè)重的姐妹方復(fù)方健耳劑具有顯著降低耳蝸氧自由基產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量與下調(diào)Caspase-3表達(dá)的藥效作用,本次針對(duì)腎組織研究還表明,中藥+GM組腎組織Caspase-3表達(dá)明顯低于GM對(duì)照組,提示該復(fù)方中藥通過(guò)降低GM導(dǎo)致的機(jī)體細(xì)胞ROS產(chǎn)生,從而有效對(duì)抗Caspase介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的發(fā)展進(jìn)程,因此認(rèn)為這是聰耳通竅劑護(hù)腎藥效關(guān)鍵分子作用機(jī)制之一。
表4 三組動(dòng)物腎組織western blot測(cè)定蛋白結(jié)果統(tǒng)計(jì)比較(灰度值,xi SD)Table 4 Statistical comparison of renal tissues proteinic.Results measured by western blot in three groups of animals(gray value,x±SD)
通過(guò)SOD-ROS徑路,清除自由基,直接保護(hù)耳蝸。AmAn耳毒性機(jī)理復(fù)雜,其中氧化應(yīng)急反應(yīng)、自由基損傷學(xué)說(shuō)則被認(rèn)為是其重要原因[11,12]。AmAn通過(guò)誘導(dǎo)活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS),破壞細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)線粒體DNA結(jié)構(gòu),則是其間接抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成或直接殺菌的重要機(jī)制之一[13,14],但超細(xì)胞水平的過(guò)量ROS將導(dǎo)致機(jī)體蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、膜和細(xì)胞器廣泛損壞,或激活細(xì)胞死亡通路,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[15]。因此,AmAn所誘導(dǎo)產(chǎn)生的ROS既是其殺菌的有利機(jī)制方面,同時(shí)又成為可以損害細(xì)胞的不利機(jī)制因素。研究表明[12,16],AmAn耳毒性毛細(xì)胞損害是屬于由ROS介導(dǎo)Caspase通路,或激活c-Jun氨基末端激酶(JNK)和p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路,啟動(dòng)細(xì)胞死亡級(jí)聯(lián)程序,從而誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。AmAn所產(chǎn)生和累積的ROS構(gòu)成了對(duì)宿主耳蝸毛細(xì)胞內(nèi)線粒體DNA的直接損害,引起伴隨著耳蝸毛細(xì)胞和神經(jīng)元的退化的永久性雙側(cè)重度高頻感音神經(jīng)性聽(tīng)力損失和臨時(shí)性前庭功能低下,形成鐵-氨基甙類復(fù)合物,或線粒體鈣轉(zhuǎn)運(yùn)代謝異常則被認(rèn)為是促使ROS介導(dǎo)的耳蝸內(nèi)細(xì)胞損害病理過(guò)程的重要環(huán)節(jié)[17,18]。新近報(bào)道[19],在大鼠耳蝸柯替氏器體外培養(yǎng)MG損害毛細(xì)胞模型中,加入一種產(chǎn)自日本的強(qiáng)抗氧化劑藥物Hangesha-shin-to(TJ-014),通過(guò)毛細(xì)胞計(jì)數(shù),免疫組化法檢測(cè)TJ-014對(duì)Caspase-3、8-羥基-2'-脫氧鳥(niǎo)苷(8OHDG)的影響等方法,發(fā)現(xiàn)其具有保護(hù)耳蝸毛細(xì)胞的作用,并證實(shí)其作用機(jī)制與其阻止ROS觸發(fā)Caspase介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,保護(hù)線粒體膜有關(guān)。之前也有類似文獻(xiàn)報(bào)道[20],利用一種由松果體分泌的、被認(rèn)為具有強(qiáng)大直接和間接抗氧化劑特性的褪黑激素,在MG導(dǎo)致大鼠耳蝸橢圓囊毛細(xì)胞損害模型實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)其作為抗氧化劑同樣具有保護(hù)耳蝸毛細(xì)胞作用,并通過(guò)熒光探針?lè)ㄔu(píng)估ROS、檢測(cè)Caspase-3,研究結(jié)果表明褪黑激素通過(guò)抑制ROS產(chǎn)生和Caspase-3活性達(dá)到對(duì)抗GM誘導(dǎo)的大鼠毛細(xì)胞損失的作用。因此,應(yīng)用抗氧化劑防治AmAn耳毒性已成為研究熱點(diǎn)之一。結(jié)合本次研究與既往研究[2,3],聰耳通竅劑具有顯著提高耳蝸SOD1表達(dá),其來(lái)源方復(fù)方健耳劑具有顯著降低耳蝸MDA含量與下調(diào)Caspase-3表達(dá)的藥效作用,提示該中藥制劑可能作為一種抗氧化劑,通過(guò)促進(jìn)機(jī)體抗氧化酶活性,清除ROS,從而阻止ROS觸發(fā)的系列介導(dǎo)細(xì)胞凋亡途徑,最終減輕耳蝸細(xì)胞的損害,保護(hù)聽(tīng)功能的作用。
通過(guò)Trx-ROS徑路,減輕氧化應(yīng)激損傷,直接保護(hù)耳蝸和腎臟。硫氧還蛋白(Thioredoxin,Trx)與硫氧還蛋白還原酶(thioredoxin reductase,TrxR)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate ,NADPH)一起共同組成Trx系統(tǒng),即TrxR在NADPH催化下,促使氧化型Trx變?yōu)檫€原型Trx,還原型Trx為核糖核苷酸還原酶、蛋白蛋氨酸硫氧還酶、Trx依賴性過(guò)氧化物酶、酪氨酸磷酸酶提供氫電子,將H2O2還原成H2O,進(jìn)而發(fā)揮重要的抗氧化作用[21,22]。因此,他是清除ROS,維持細(xì)胞氧化還原平衡,減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)的體內(nèi)重要氧化還原系統(tǒng)。此外,Trx還可通過(guò)Cys-32、35的巰基與凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(ASK-1)的N-末端的管理域結(jié)合,抑制ASK1活性,從而阻止ASK1依賴的細(xì)胞凋亡[23,24]。近期應(yīng)用RT-PCR進(jìn)行的聰耳通竅劑來(lái)源方復(fù)方健耳劑干預(yù)豚鼠GM耳毒性研究顯示[25],該中藥能夠促進(jìn)耳蝸Trx-1、Trx-2高表達(dá),同時(shí)抑制ASK-1表達(dá)。本次利用western blot對(duì)聰耳通竅劑干預(yù)豚鼠GM腎毒性研究中進(jìn)一步表明,腎組織中,中藥+GM組Trx表達(dá)明顯高于GM對(duì)照組,而對(duì)ASK-1、Caspase-3表達(dá)則明顯低于GM對(duì)照組,與耳蝸研究結(jié)論一致,由此提示,聰耳通竅劑防治豚鼠GM耳、腎毒性損害另外一個(gè)關(guān)鍵作用機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)控Trx系統(tǒng),維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡和抗氧化功能,促進(jìn)H2O2轉(zhuǎn)化為H2O,清除細(xì)胞內(nèi)ROS,抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),阻止MAPK徑路中ASK-1激發(fā)引起Caspase家族介導(dǎo)的細(xì)胞程序性死亡。
聰耳通竅劑以中醫(yī)脾腎立論,選擇具有補(bǔ)腎健脾為主的中草藥組成,對(duì)GM耳毒性聾具有防護(hù)作用,無(wú)疑從一個(gè)側(cè)面揭示了數(shù)千年傳統(tǒng)中醫(yī)“腎主耳”,“腎開(kāi)竅于耳”,“腎不及則耳聾”;“清陽(yáng)出上竅”,“脾主升清”,“脾不及則耳聾”等相關(guān)理論的一定科學(xué)依據(jù)。