楊椋昕,鳳麟飛,李 芳,劉澤婷,王元銀
面神經(jīng)麻痹是部分或完全喪失面神經(jīng)功能,主要表現(xiàn)為面部表情肌群運動功能障礙,也稱為面癱[1]。當(dāng)面部肌群癱瘓時,出現(xiàn)一系列感覺及運動障礙,如鼻唇溝消失,不能上提口角,眼瞼不能閉合,不能皺眉,額紋消失等。
白藜蘆醇(resveratrol,Res)是一種天然存在于食物中的多酚化合物,因其在控制氧化應(yīng)激、炎癥和細胞死亡等多個靶點方面的益處而廣為人知[2]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是Res對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮有益作用的靶點之一[3]。Hermann et al[4]在兩項獨立研究中發(fā)現(xiàn),Res提高了受損傷大腦中VEGF的表達水平,從而可能通過此緩解腦損傷。該實驗通過構(gòu)建大鼠面神經(jīng)損傷模型研究Res對于面神經(jīng)損傷后的神經(jīng)再生的作用及VEGF在其作用機制中所扮演的角色。
1.1 實驗動物36只清潔級成年雄性SD大鼠,7~8周齡,體質(zhì)量180~200 g,購自安徽醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心,常規(guī)飼料飼養(yǎng),自由飲水,溫度為22~25 ℃,12 h/12 h交替照明。
1.2 動物模型建立按隨機分組原則將大鼠分為2組,損傷組(Crush組)(n=24)和假手術(shù)組(Sham組)(n=8)。Crush組為該實驗主要研究模型,按照0.35 ml/100 g對大鼠腹腔注射10%水合氯醛進行全身麻醉;麻醉顯效后,無菌條件下對大鼠右側(cè)面部進行解剖,切開皮膚,鈍性分離到達肌層,沿面神經(jīng)走向解剖,到達面神經(jīng)干部位分離面神經(jīng),使用持針器夾持面神經(jīng)干90 s構(gòu)建面神經(jīng)損傷模型。Sham組同樣手術(shù)操作,但僅暴露面神經(jīng)干,不進行損傷。兩組術(shù)后用3-0絲線常規(guī)進行皮膚傷口的縫合。Crush組大鼠再隨機分為3組:①對照組(Crush+Vehicle組),損傷后僅使用對面神經(jīng)損傷后無任何作用的鹽水;②白藜蘆醇組(Crush+Res組),此組在損傷后使用Res(Cat V90038,美國Sigma-Aldrich公司);③抑制劑組(Crush+Res+Axitinib組),損傷后使用Res和VEGF信號抑制劑Axitinib(Cat S1005,上海Selleck公司)。
1.3 藥物注射對Crush+Res組與Crush+Res+Axitinib組大鼠按照200 mg/kg腹腔注射Res,對照組注射生理鹽水。Crush+Res+Axitinib組大鼠額外在右側(cè)面部耳屏前使用微量注射器局部注射10 μmol/L的Axitinib 10 μl。所有藥物注射,每日1次,持續(xù)10 d。
1.4 QPCR檢測VEGFb及受體mRNA含量大鼠連續(xù)注射藥物10 d后,通過腹腔過量注射10%水合氯醛致死。麻醉致死后剪下大鼠頭部,迅速切開右側(cè)皮膚取出右側(cè)面神經(jīng)干,稱重后將其剪碎后按照每100 mg組織加入1 ml 的TRIzol試劑于勻漿器內(nèi)充分研磨。使用NanoDropND-3OOO檢測各面神經(jīng)組織樣本提取的mRNA濃度和純度,然后使用RevertAidTM第一鏈cDNA合成試劑盒內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系制備cDNA進行PCR的擴增,反應(yīng)參數(shù)為:預(yù)變性95 ℃、1 min,95 ℃、20 s,60 ℃、1 min,40個循環(huán)。各基因擴增的引物序列見表1,各組mRNA的相對表達量通過2-ΔΔCt進行計算。
表1 基因引物序列
1.5 Western blot檢測VEGFb及受體蛋白含量大鼠連續(xù)注射藥物10 d后,致死后同QPCR的手術(shù)操作采集面神經(jīng)組織,稱重后在勻漿器中根據(jù)每100 mg加入1 ml RIPA裂解液(含1%PMSF),充分研磨。SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質(zhì)后轉(zhuǎn)移到PVDF膜,用5%BSA(美國Sigma-Aldrich公司)在室溫下封閉1 h,將膜與稀釋抗體置于4 ℃冰箱內(nèi)孵育過夜。使用的VEGFb抗體屬性為兔抗(1 ∶500, ab185696,英國Abcam公司); VEGFR1抗體屬性為兔抗(1:500,ab2350,英國Abcam公司);VEGFR2抗體屬性為兔抗(1 ∶400,26415-1-AP,美國proteintech公司)beta Actin抗體屬性為兔抗(1 ∶1 000,ab8227,英國Abcam公司)。按照1:5 000用二抗稀釋液稀釋辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗(#7074, 美國Cell Signaling Technology公司),將膜置于二抗中在搖床上洗滌。參考相關(guān)說明書,使用ECL發(fā)光試劑盒來檢測蛋白。設(shè)置適宜的曝光時間進行化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。使用ImageJ軟件對曝光后的蛋白條帶圖灰度值進行統(tǒng)計分析。
1.6 免疫組化評估面神經(jīng)損傷后神經(jīng)再生情況大鼠連續(xù)注射藥物10 d后,致死后同QPCR的手術(shù)操作采集面神經(jīng)組織,放入4%多聚甲醛(PA)溶液固定。隨后進行梯度脫水,將組織放入1×PBS溶液配制的10%、20%的蔗糖溶液依次浸泡2 h,最后放入1×PBS溶液配制的30%蔗糖溶液在4 ℃下過夜。梯度脫水后包埋切片,含驢血清的PBST孵育1 h,使用兔抗NF200 (1 ∶100, 美國Sigma-Aldrich公司),在4 ℃下過夜。二抗標(biāo)記使用的是含特定驢血清抗體的Alex Fluor 488 (1 ∶400, 美國杰克遜實驗室),置于室溫下2 h。最后滴加熒光淬滅封片液,在激光共聚焦顯微鏡下觀察,計算機獲取數(shù)據(jù),成像。
2.1 大鼠術(shù)側(cè)面神經(jīng)損傷后面神經(jīng)情況通過免疫組化評估大鼠面神經(jīng)損傷后的形態(tài)學(xué)變化,結(jié)果顯示,與Sham組相比,Crush+Vehicle組中NF200陽性的軸突數(shù)目明顯減少,表明神經(jīng)纖維已被損傷,即模型的建立成功。與Crush+Vehicle組相比,Crush+Res組中NF200陽性的軸突數(shù)目更多,說明神經(jīng)纖維發(fā)生再生,即Res具有促進面神經(jīng)損傷后的再生作用(圖1)。
圖1 3組大鼠面神經(jīng)損傷后免疫組化結(jié)果 ×20 A:Sham組;B:Crush+Vehicle組;C:Crush+Res組
圖2 各組大鼠中VEGFb、VEGFR1及VEGFR2的mRNA的表達水平
5.112、3.744、5.038)。以上的統(tǒng)計結(jié)果表明造模給藥10 d后,Res提高了面神經(jīng)中VEGFb、VEGFR1及VEGFR2蛋白的表達水平,而Axitinib也有效地抑制了Res提高VEGFb、VEGFR1及VEGFR2蛋白表達的作用,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。見圖3。
2.4 Axitinib對大鼠術(shù)區(qū)面神經(jīng)的神經(jīng)再生作用的影響通過免疫組化評估Axitinib在大鼠面神經(jīng)損傷后的作用,結(jié)果顯示,與Crush+Res組相比,Crush+Res+Axitinib組的NF200陽性軸突數(shù)目明顯減少,說明Res對神經(jīng)再生的促進作用被Axitinib所抑制(圖4)。
近些年來,Res在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用得到了廣泛的研究。Res具有多種作用于靶細胞、細胞生理學(xué)和信號傳導(dǎo)的藥理學(xué)作用。Res可能在不同的器官或細胞中對相同的靶點顯示出不同的效果。例如,Res已經(jīng)被證明可以降低內(nèi)皮細胞和腫瘤細胞中的VEGF表達。Res通過激活神經(jīng)系統(tǒng)中的蛋白激酶B信號通路產(chǎn)生對神經(jīng)的保護作用[5],也有學(xué)者[6]證實Res可通過提高機體內(nèi)蛋白激酶B磷酸化水平從而起到緩解腎臟損傷的作用。Res已被證明在治療各種類型的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷中具有神經(jīng)保護作用,包括中風(fēng)、創(chuàng)傷性腦損傷、蛛網(wǎng)膜下腔出血和脊髓損傷等。此外,Res在周圍神經(jīng)損傷動物模型的治療中也顯示出了保護作用。例如Lindsey et al[7]發(fā)現(xiàn)Res通過長期給藥顯示出對受損視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞樹突的保護作用。
圖3 各組大鼠面神經(jīng)中VEGFb、VEGFR1和VEGFR2蛋白的表達水平
圖4 Crush+Res組和Crush+Res+Axitinib組面神經(jīng)的神經(jīng)再生情況 ×20A:Crush+Res組;B: Crush+Res+Axitinib組
VEGF是Res對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮有益作用的靶點之一[3],近年來許多學(xué)者將VEGF作為神經(jīng)再生的有效中介進行研究。VEGF可支持和促進再生神經(jīng)纖維的生長和神經(jīng)元存活[8-9]。Raimondo et al[9]證實VEGF和胰島素樣生長因子1聯(lián)合應(yīng)用可促進小鼠坐骨神經(jīng)損傷模型中神經(jīng)支配功能的恢復(fù),與對照組相比,實驗組小鼠在神經(jīng)損傷后表現(xiàn)出更強的運動能力。Ding et al[3]證實了使用Res 10 d后,與損傷組相比,Res組大鼠在一系列關(guān)于坐骨神經(jīng)運動功能的檢測指標(biāo)上都體現(xiàn)了運動功能的恢復(fù)。Ding et al[3]通過免疫組化發(fā)現(xiàn),Res應(yīng)用后促進了損傷后軸突的恢復(fù)和再生。其中,作為Res靶點之一的VEGF信號通路被激活,其中VEGFb和VEGFR1及VEGFR2蛋白和mRNA表達均提高。以上的研究結(jié)果提示在大鼠坐骨神經(jīng)損傷模型中,Res可能是通過激活機體內(nèi)的VEGF信號通路,提高了VEGFb mRNA與蛋白表達水平,最后達到促進神經(jīng)再生以及運動功能恢復(fù)的作用。但是Res在面神經(jīng)損傷模型中的作用及它是否影響VEGF相關(guān)的表達尚未得到研究。
本研究采用的是大鼠夾持損傷導(dǎo)致的面神經(jīng)損傷模型,在面神經(jīng)損傷后,使用Res可促進VEGFb與其受體VEGFR1和VEGFR2的表達,從而促進了神經(jīng)再生的發(fā)生,且Res對于神經(jīng)再生的有效作用可被VEGF抑制劑Axitinib所抑制。Res對于面神經(jīng)損傷后的神經(jīng)再生具有促進作用,且可能是通過激活機體內(nèi)的VEGF信號通路使VEGFb和其受體VEGFR1和VEGFR2的mRNA和蛋白表達增加來實現(xiàn)這一作用。
本實驗參考Ding et al[3]的文章,后續(xù)希望能夠通過對Res使用劑量和時間的研究來完善補充Res和面神經(jīng)神經(jīng)再生之間的量效關(guān)系以及增加對照藥物的實驗來提高可信度及準(zhǔn)確度。