王文杰 徐煜彬 徐珊珊▲
1.浙江省臺州市中心醫(yī)院(臺州學院附屬醫(yī)院)神經(jīng)內(nèi)科,浙江臺州 318000;2.浙江省臺州市中心醫(yī)院(臺州學院附屬醫(yī)院)藥劑科,浙江臺州 318000
腦卒中具有發(fā)病率高、病死率高、致殘率高及復發(fā)率高的特點,恢復缺血區(qū)域的腦灌注是腦卒中治療的核心問題,而這也可能誘發(fā)進一步的組織損傷和功能障礙,即腦缺血再灌注(IR)損傷。IR 損傷在腦卒中的發(fā)病機制中起著至關(guān)重要的作用,因此,減少IR損傷是治療腦卒中的關(guān)鍵。
豨薟草出自《唐本草》,宜用于風濕痹癥、痿證及中風等。現(xiàn)代藥理學研究證實豨薟草具有改善微循環(huán)、抗血栓等作用,臨床主要用于腦缺血、冠心病等治療。本文基于PI3K/Akt 通路研究豨薟草抗IR 的作用機制,為豨薟草后續(xù)開發(fā)及臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
SPF 級SD 大鼠40 只,雌雄各20 只,平均體重(200±20)g,購自維通利華實驗動物技術(shù)有限公司。
豨薟草購自臺州愛康大藥房;IL-1β、IL-6、NFκB 和TNF-α 試劑盒購自南京建成生物有限公司;兔抗大鼠PI3K、Akt 購自美國CST 公司,RT-qPCR 試劑盒購自南京Vazyme。
首先隨機將40 只大鼠分為假手術(shù)組、模型組和豨薟草水煎液低、中、高劑量組(分別相當于生藥0.45、0.90、1.35 g/kg),每組各8 只。給藥組分別灌胃給予豨薟草0.45、0.90、1.35 g/kg,或相同劑量的生理鹽水(模型組和假手術(shù)組),連續(xù)灌胃給藥14 d 之后采用改良線栓法進行造模,詳見參考文獻。
參照Longa 等神經(jīng)功能缺損標準對IR 24 h 后的大鼠進行評分。
IR 24 h 后,各組大鼠隨機抽取2 只處死于冰面上取出大腦組織,固定于4%多聚甲醛溶液并制備石蠟切片,采用蘇木素-伊紅染色,檢測其病理變化。
IR 24 h 后,隨機在各組抽取3 只大鼠,取出腦組織的缺血部分50 mg,采用Trizol 提取RNA,按照試劑盒說明進行逆轉(zhuǎn)錄,用于qPCR 反應(yīng)。PCR 引物序列見表2。IR 24 h 后,取出腦組織的缺血部分50 mg,加入1 ml 的裂解液提取蛋白進行電泳,轉(zhuǎn)膜,封閉1 h,孵育一抗,4℃過夜,洗膜后孵育二抗2 h 后顯影成像,詳見文獻。
表2 PCR 引物序列
再灌注24 h 后,參照操作說明采用ELISA 法檢測各組大鼠缺血腦組織中的IL-1β、IL-6、TNF-α 和NF-κB 含量。
IR 24 h 后,神經(jīng)功能缺損評分如下:假手術(shù)組為(0.00±0.00)分,模型組為(2.75±0.46)分,顯著高于假手術(shù)組(P<0.01);0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草組分別為(2.12±0.64)分及(1.50±0.53)分,與模型組相比顯著降低(P<0.05 和P<0.01),而0.45 g/kg 豨薟草組為(2.50±0.53)分,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
HE 染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)假手術(shù)組大鼠腦組織并無異常,模型組和0.45 g/kg 豨薟草組均可見大量炎性細胞浸潤;而0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草組大鼠腦組織可見少量炎性細胞浸潤。見封三圖3。
與假手術(shù)組相比,模型組PI3K 與Akt mRNA 表達顯著上升(均P<0.01);而0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草組較模型組顯著降低(均P<0.01)。見表3。
表3 豨薟草水煎液對IR 模型大鼠腦組織PI3K 和Akt mRNA 表達的影響()
結(jié)果顯示IL-1β、IL-6、TNF-α 和NF-κB 含量在模型組大鼠中較假手術(shù)組顯著升高(均P<0.01);給予0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草水煎液含量顯著降低(均P<0.01)。見表4。
表4 豨薟草對IR 大鼠腦組織IL-1β、IL-6、TNF-α 和NF-κB 含量的影響(ng/L,)
結(jié)果顯示,模型組PI3K 和Akt 蛋白表達較假手術(shù)組顯著升高(均P<0.01);給予0.90 g/kg 和1.35 g/kg豨薟草后表達顯著降低(均P<0.01)。見表5。
表5 豨薟草對IR 大鼠腦組織PI3K 和Akt 蛋白表達的影響()
缺血再灌注損傷是腦卒中的一個主要合并癥,研究顯示腦缺血由兩部分組成:低氧和血管反應(yīng)。其中一個重要的血管反應(yīng)即腦水腫,是腦缺血后導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷,破壞血腦屏障進而產(chǎn)生。在腦缺血后復雜的病理損傷機制中,炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激是IR 損傷的主要原因,是目前神經(jīng)科學研究的熱點,抗氧化應(yīng)激、減輕炎癥損傷成為治療缺血性腦血管病的主要途徑之一。目前對于IR 損傷并無特效藥,通過神經(jīng)功能評估和病理檢測可表明0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草水煎液對IR 損傷具有良好的保護作用,且古籍《品匯精要》“治中風失音不語,口眼歪斜,時吐涎沫”及《本草蒙筌》“療暴中風行邪,口眼喎斜者立效”均表明豨薟草對腦卒中具有良好的療效,但對豨薟草抗IR損傷研究較少。因此本文基于PI3K/Akt 信號通路探討其抗IR 損傷的作用機制。
PI3K/Akt 通路已被確定為調(diào)節(jié)細胞增殖、生長和血管生成重要參與者的主要信號通路之一,可減少炎癥基因的誘導,在IR 損傷的炎癥反應(yīng)中起著重要的作用。近年來,針對PI3K/Akt 信號軸為靶點的藥物開發(fā)也越來越受到關(guān)注,研究表明川芎嗪可通過PI3K/Akt 信號通路緩解IR 損傷;珠子參皂苷能通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt 信號軸抑制線粒體介導的凋亡,防止腦缺血細胞凋亡;小檗堿可通過激活PI3K/Akt 信號通路減少炎癥從而降低IR 損傷,這些均表明PI3K/Akt 信號軸在腦缺血中的重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草水煎液可顯著降低PI3K和Akt mRNA 的表達,同時顯著降低PI3K 和Akt 蛋白的表達,表明豨薟草水煎液可能是以PI3K/Akt 信號軸為靶點的抗IR 損傷候選藥物,這種作用可能是通過抗炎發(fā)揮作用的。
NF-κB 在調(diào)節(jié)機體免疫反應(yīng)中具有重要作用,也是參與炎癥反應(yīng)最重要的蛋白質(zhì)之一,其在IR 損傷的炎癥反應(yīng)中的作用已有報道。在本研究中觀察到IR損傷后NF-κB、TNF-α、IL-1β 和IL-6 含量上升,但這些參與炎癥的因子在0.90 g/kg 和1.35 g/kg 豨薟草水煎液組均下調(diào),表明豨薟草水煎液具有抗炎作用,能減輕IR 損傷所致炎癥反應(yīng)。另外,研究表明TNFα 在炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用,可通過刺激NF-κB的產(chǎn)生而加重卒中大鼠的IR 損傷,并可通過增加血管通透性,增加血腦屏障的損傷,引起腦水腫。本研究中,豨薟草水煎液的神經(jīng)保護作用可能是通過下調(diào)NF-κB 和TNF-α 的含量發(fā)揮抗炎作用實現(xiàn)。
綜上所述,豨薟草水煎液抗IR 損傷可能是通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt 信號通路抑制NF-κB、TNF-α、IL-1β 和IL-6 含量得以實現(xiàn)的。本研究是在動物體內(nèi)進行的,因此,今后有必要在臨床條件下評價豨薟草對腦卒中患者的療效。