張興博,梁健芬,徐柳炎
(廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院,廣西 南寧 530021)
帕金森?。╬arkinson’s disease,PD)是以黑質(zhì)多巴胺(dopamine,DA)能神經(jīng)元缺失,胞內(nèi)出現(xiàn)路易小體(lewy bodies,LBs)為主要病理特征的老年常見運動障礙疾病。PD的發(fā)生與線粒體功能缺陷、氧化應激、免疫異常、細胞凋亡等多種因素有關[1-4],其中氧化應激反應增強是導致DA能神經(jīng)元死亡的主要因素之一。迄今為止,PD的西醫(yī)治療仍以改善癥狀為主,不能阻止疾病進展,其治療包括藥物、外科手術以及處于研究階段的神經(jīng)干細胞移植、基因治療等,但由于臨床上各種療法均存在不同程度的并發(fā)癥和副作用,嚴重影響了PD患者的生存質(zhì)量。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)加味五虎追風散治療PD具有良好療效,可顯著改善患者的運動癥狀,而且與西藥合用還可降低西藥的副作用,從而提高患者生活質(zhì)量。本研究以魚藤酮葵花油乳化液誘導建立PD大鼠模型,觀察加味五虎追風散對PD模型大鼠氧化應激反應的影響,以探討其治療PD的作用機制,為化痰息風療法治療PD提供科學依據(jù)。
1.1 動物 健康Wistar大鼠45只,雄性,體質(zhì)量200~230 g,由廣西醫(yī)科大學實驗動物中心提供,動物合格證號:SCXK桂2009-0002。
1.2 試藥與試劑 加味五虎追風散:由蟬蛻6 g、天南星6 g、天麻12 g、全蝎3 g、僵蠶10 g、大地棕根15 g組成,以上中藥使用江蘇省江陰天江藥業(yè)有限公司的配方顆粒進行調(diào)劑,制成湯藥濃度為0.38 g/ml,備用。魚藤酮(Rotenone),貨號R8875,購自Sigma公司,使用時配制濃度為2 mg/ml,每天劑量為2 mg/kg。谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)試劑盒,貨號:A005-1;谷胱甘肽(glutataione,GSH)試劑盒,貨號:A006-1-1;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)試劑盒,貨號:A001-1;丙二醛(malondialdehyde,MDA)試劑盒,貨號:A003-1-2;以上試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。免疫組化染色試劑盒購自北京中杉金橋生物技術有限公司,編號:ZLI-9045;TH免疫組化試劑一抗、二抗購自武漢博士德生物工程有限公司,貨號:A14419。
2.1 動物分組與給藥 45只大鼠隨機分為正常組、模型組、加味五虎追風散組,每組15只。模型組及加味五虎追風散組按文獻[5]方法造模,均以2 mg/kg給藥劑量在大鼠頸背部皮下注射2 mg/ml的魚藤酮葵花油乳化液進行造模,每日1次,連續(xù)給藥4周。正常組同法注射予相同體積的葵花油乳液,造模結(jié)束后給予藥物干預,加味五虎追風散組每日灌胃給予10 ml/kg加味五虎追風散溶液,正常組、模型組每日給予等量的蒸餾水灌胃。參照CHEN等[6]行為學評分標準,1分:大鼠出現(xiàn)拒捕行為減弱、豎毛、毛色變黃變臟、弓背、主動活動減少;2分:有1分的表現(xiàn),且主動活動減少明顯、動作遲緩,并有震顫或步態(tài)不穩(wěn);4分:有2分的表現(xiàn),且步態(tài)不穩(wěn),或不能直線行走或步行時間向一側(cè)旋轉(zhuǎn);6分:向單向斜臥,單側(cè)前肢和/或后肢癱瘓,行走困難、進食困難;8分:單側(cè)、前肢和/或后肢完全癱瘓,四肢拘攣,體重大幅度減輕,不能進食;10分:瀕臨死亡或死亡。2~6分大鼠為PD造模成功。
2.2 黑質(zhì)區(qū)酪氨酸羥化酶(TH)免疫組化染色 以3.6%水合氯醛10 ml/kg腹腔注射麻醉大鼠,開胸經(jīng)心臟以預冷生理鹽水常規(guī)灌注后立即斷頭取腦,分離中腦黑質(zhì)組織,4℃下以4%多聚甲醛固定24 h,石蠟包埋,連續(xù)做冠狀切片,片厚5μm,冰凍切片用磷酸緩沖鹽溶液(phosphate buffer saline,PBS)洗去聚乙二醇和聚乙烯醇的水溶性混合物(optimal cutting temperature compound,OCT),檸檬酸鈉溶液煮沸抗原修復,抗體封閉液(1%牛血清白蛋白+0.3%Tritox-100)封閉30min,一抗用小鼠抗TH抗體(1∶10 000)4℃下孵育過夜;二抗分別用生物素化羊抗小鼠及兔抗羊(1∶400)抗體室溫孵育2 h;熒光標記卵白素(1∶400)室溫孵育40 min;hoechst染核10 min(1∶5 000)。以上步驟每步后均需PBS清洗3次,每次5 min,75%甘油封片。使用熒光顯微鏡在低倍鏡下計數(shù)TH免疫反應陽性神經(jīng)細胞的個數(shù)。
2.3 氧化應激指標檢測 大鼠斷頭取腦后分離中腦組織,制備腦組織勻漿液:取腦組織塊0.3~0.5 g在冰生理鹽水溶液中漂洗,除去血液,濾紙拭干,放入小燒杯內(nèi);燒杯中加入冷的0.86%NaCl溶液0.65 ml,用眼科剪剪碎腦組織塊;剪碎的腦組織混懸液倒入勻漿管中,并加入冰的0.86%NaCl溶液0.3 ml進行勻漿,將勻漿液以4 000 r/min離心15 min;將上清液置-20℃冰箱中貯存,備用。氧化應激指標(GSH、GSH-Px、SOD、MDA)按試劑盒說明書步驟進行檢測。
2.4 統(tǒng)計學處理 統(tǒng)計分析采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件進行。實驗數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標準差(x±s)表示,方差齊則組間比較采用單因素方差分析,方差不齊則先將其轉(zhuǎn)換為滿足方差齊性檢驗,P<0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。
3.1 加味五虎追風散對PD模型大鼠腦組織氧化應激水平的影響 見表1。
表1 加味五虎追風散對PD模型大鼠腦組織氧化應激反應的影響 (x±s)
表1結(jié)果顯示,與正常組比較,模型組大鼠中腦黑質(zhì)MDA含量顯著增加(P<0.01),GSH含量、GSH-Px和SOD活性顯著減少(P<0.01);與模型組比較,加味五虎追風散組MDA含量顯著減少(P<0.05),GSH含量、GSH-Px和SOD活性明顯增加(P<0.05)。
3.2 各組大鼠中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元細胞數(shù)目的變化 見表2。
表2 各組大鼠中腦黑質(zhì)部位TH免疫陽性神經(jīng)元細胞數(shù)目比較 (個,x±s)
表2結(jié)果顯示,正常組大鼠中腦黑質(zhì)致密區(qū)TH免疫陽性細胞表達較多,模型組大鼠中腦黑質(zhì)致密區(qū)TH免疫陽性細胞表達較正常組明顯降低(P<0.01);經(jīng)治療,加味五虎追風散組大鼠黑質(zhì)致密區(qū)TH免疫陽性細胞數(shù)目顯著高于模型組(P<0.01)。
PD以肢體震顫、肌強直、隨意運動障礙為主要臨床表現(xiàn),屬中醫(yī)學“顫癥”范疇,本病病位主要在腦,著于筋脈,關乎五臟,證屬本虛標實,腎虛為本病發(fā)病之根本,又涉及到肝、脾等臟腑;標實為“內(nèi)風”“瘀血”“痰濁”而致經(jīng)脈肢體失控,其中虛以肝腎陰虛為主;實以痰濁血瘀為要[7]。其中瘀既是病理產(chǎn)物,更是致病因素,而且在PD的不同階段均伴隨有不同程度的血瘀阻絡癥狀[8]。加味五虎追風散治療PD具有良好療效,方中壯藥大地棕根補腎活血、生髓榮腦,恰對病機,故為君藥;全蝎長于活血,僵蠶功在化痰,天麻善于息風,三者相配共起活血通絡、化痰息風之功,共為臣藥;蟬蛻祛風止痙,天南星解痙止顫,二者共為佐藥;諸藥相配,共奏補腎填精、化瘀通絡、祛痰息風之功。
魚藤酮是豆科藤本植物魚藤根部的一種活性成分,其作為廣譜殺蟲劑和魚毒已被長時間使用。大量流行病學及動物實驗表明魚藤酮有選擇性的多巴胺神經(jīng)元毒性,可以使鼠科動物產(chǎn)生與PD相似的癥狀,還因其脂溶性強,能很好地穿透血腦屏障[9],故可用于PD模型大鼠制作。且魚藤酮誘導PD大鼠的成模率較高,在病理、生化、致病機制、行為學等方面均能較好地模擬PD相關特征[10],氧化應激損傷是魚藤酮導致大鼠腦內(nèi)DA能神經(jīng)元損害的主要機制[11]。魚藤酮可與線粒體復合物1結(jié)合并抑制其活性,阻斷細胞呼吸鏈的遞氫功能和氧化磷酸化過程,產(chǎn)生自由基和凋亡誘發(fā)因子,從而產(chǎn)生細胞毒作用。
PD是以黑質(zhì)紋狀體DA能神經(jīng)元缺失為主要特征的疾病,其發(fā)病與氧化應激、線粒體功能障礙及α-突觸核蛋白異常聚集有關[12],其中氧化應激被認為是PD黑質(zhì)神經(jīng)元細胞死亡病理機制的主要因素[13],在PD發(fā)病過程中,當體內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生與清除失平衡后可導致活性氧及氧自由基在體內(nèi)堆積,清除自由基是減少黑質(zhì)DA能神經(jīng)細胞死亡的主要方式,而體內(nèi)清除自由基的酶系統(tǒng)主要包括SOD、GSH-Px及過氧化氫酶等抗氧化酶[14]。GSH為一種低分子自由基清除劑,可清除H2O2、O2-,并維持細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,使暴露于氧化環(huán)境的組織免受自由基損害[15-16],其含量的多少是衡量機體抗氧化能力的重要指標。GSH-Px是機體內(nèi)廣泛存在的一種重要的催化H2O2分解的酶,可特異催化GSH對H2O2的還原反應,對細胞結(jié)構和功能的完整具有重要保護作用。而SOD與MDA是反映氧化應激的兩個指標,SOD通過歧化反映清除自由基,對氧化損傷起保護作用,其活力的高低反映了機體清除自由基的能力[17],被看作是氧化應激的直接指示劑;MDA是受到氧自由基攻擊后形成的一種最終代謝產(chǎn)物,可間接反映組織受自由基攻擊的嚴重程度[18]。本實驗結(jié)果提示加味五虎追風散能夠明顯增加PD大鼠DA神經(jīng)元GSH的含量,增加GSH-Px和SOD活性,降低丙二醛的含量,減少自由基的生成,增強機體清除自由基的能力,從而減輕氧化應激反應對機體的損害,以達到治療效果。
本實驗研究表明,魚藤酮誘導的PD模型大鼠中腦黑質(zhì)MDA含量顯著增加,GSH含量、GSH-Px和SOD活性顯著減少,黑質(zhì)TH免疫陽性神經(jīng)元數(shù)目明顯減少,表明PD動物模型造模成功。經(jīng)加味五虎追風散組干預后,PD模型大鼠腦組織中GSH-Px、SOD活性和GSH的含量明顯增加,MDA的含量明顯減少,黑質(zhì)TH免疫陽性神經(jīng)元數(shù)目明顯增加,表明加味五虎追風散對PD模型大鼠DA能神經(jīng)元具有保護作用,其機制可能與加味五虎追風散減輕魚藤酮所致的氧化應激損傷有關。隨著對氧化應激介導的PD發(fā)病機制的深入研究,對PD抗氧化應激的治療必將得到更多的認識和發(fā)展,也為臨床治療和預防帕金森病提供新的實驗依據(jù)。