邢燁鋒,趙武霞,歐志杰,張?zhí)彀?胡玥
(1.南通市通州區(qū)中醫(yī)院檢驗(yàn)科,江蘇 南通 226300;2.南京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院·中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,江蘇 南京 210023;3.常熟市中醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,江蘇 常熟 215516)
缺血性中風(fēng)約占所有中風(fēng)的80%,是一種高發(fā)病率和高死亡率的腦血管疾病[1]。研究發(fā)現(xiàn),腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞迅速增殖活化,參與腦缺血再灌注損傷的病理過(guò)程[2-3],對(duì)缺血后損傷發(fā)揮修復(fù)和加劇的雙重作用[4]。P2Y12受體是一種僅限于中樞神經(jīng)系統(tǒng)小膠質(zhì)細(xì)胞代謝的嘌呤受體[5],與神經(jīng)病理和炎癥相關(guān)[6]。此外,激活的GTP-RhoA/ROCK2信號(hào)通路和提高的磷酸化p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)水平促進(jìn)炎癥損傷,在抑制P2Y12受體后可得到改善[6]。清代名醫(yī)王清任《醫(yī)林改錯(cuò)》中的補(bǔ)陽(yáng)還五湯在缺血性腦卒中的臨床防治中被廣泛運(yùn)用[7]?,F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)陽(yáng)還五湯可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞抗炎介質(zhì)的分泌,通過(guò)減輕炎癥反應(yīng)以減輕腦損傷[8-9]。然而,補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)腦缺血再灌注損傷小鼠P2Y12受體介導(dǎo)的RhoA/ROCK信號(hào)通路的影響尚未見報(bào)道。因此,本研究擬通過(guò)構(gòu)建腦缺血再灌注損傷小鼠模型,探討補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的極化以及P2Y12受體介導(dǎo)的RhoA/ROCK炎癥信號(hào)通路的影響。
健康C57BL/6J小鼠(SPF級(jí))60只,雄性,6~8周齡,18~22 g,購(gòu)自江蘇集萃藥康生物科技有限公司。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SYXK(蘇)2018-0049。分籠飼養(yǎng)條件:自由進(jìn)食、飲水,12 h光照和12 h黑暗交替循環(huán),溫度23~25 ℃,濕度40%~60%,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本研究經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物保護(hù)與倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理編號(hào):A21065),動(dòng)物的飼養(yǎng)條件和實(shí)驗(yàn)程序均嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理委員會(huì)和倫理道德委員會(huì)規(guī)章制度。
補(bǔ)陽(yáng)還五湯由君藥黃芪120 g,臣藥當(dāng)歸6 g以及佐藥赤芍4.5 g,川芎3 g,桃仁3 g,紅花3 g,地龍3 g組成(生產(chǎn)批號(hào):20220201,安徽桐化堂中藥飲片科技有限公司),符合《中華人民共和國(guó)藥典》2020版規(guī)定。取上述各味中藥飲片混合加水浸泡1 h,水煎40 min后取藥液,藥渣同法再次煎煮,合并后濃縮為含生藥2 g·mL-1的補(bǔ)陽(yáng)還五湯水溶液,-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
純水儀(型號(hào):Milli-Q Academic A10,美國(guó)Milipore公司);熒光顯微鏡[型號(hào):IX73,奧林巴斯(中國(guó))有限公司];高速冷凍離心機(jī)(型號(hào):Vlicro CL21R,上海寶賽生物科技有限公司);冷凍切片機(jī)[型號(hào):6250,達(dá)科為(深圳)醫(yī)療設(shè)備有限公司];化學(xué)發(fā)光底物(ECL)成像系統(tǒng)(型號(hào):EI600,南京碧云天生物技術(shù)有限公司);低溫離心機(jī)(型號(hào):CENTRIFUGE 5424R,德國(guó)Eppendorf公司);實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(型號(hào):7500,美國(guó)ABI公司);顯影成像儀(型號(hào):Tanon-4600,上海天能公司)。
MRS2395(貨號(hào):M5942,美國(guó)Sigma公司);2,3,5-氯化三苯基四氮唑藍(lán)(TTC)染色劑(貨號(hào):T819366,中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司);Triton X-100(貨號(hào):T8200,北京索萊寶科技有限公司);4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)(貨號(hào):C1002,南京碧云天生物技術(shù)有限公司);BCA蛋白濃度試劑盒(貨號(hào):P0012,南京碧云天生物技術(shù)有限公司);線栓(貨號(hào):9070001701,瑞沃德生命科技有限公司);Trizol(貨號(hào):15596026,美國(guó)Thermo公司);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(貨號(hào):11119ES60,上海翌圣生物科技有限公司);SYBR染料(貨號(hào):11201ES03,上海翌圣生物科技有限公司);兔抗Iba1(貨號(hào):LKG5732,日本W(wǎng)ako公司);山羊抗CD206(貨號(hào):ab64693)、P2Y12抗體(貨號(hào):ab300140)、Alexa Fluor 488二抗(貨號(hào):ab150077)、Alexa Fluor 594二抗(貨號(hào):ab150116)、RhoA抗體(貨號(hào):ab187027)、CD16/32抗體(貨號(hào):ab215977)、ROCK抗體(貨號(hào):ab134181)、鼠抗P2Y12抗體(貨號(hào):ab184411)購(gòu)自英國(guó)Abcam公司;p38 MAPK抗體(貨號(hào):8690S)、p-p38 MAPK抗體(貨號(hào):4511)購(gòu)自美國(guó)CST公司;羊抗兔二抗IgG(貨號(hào):S0001)、羊抗鼠二抗IgG(貨號(hào):S0002)購(gòu)自美國(guó)Affinity公司。
將小鼠隨機(jī)分為假手術(shù)(Sham)組、模型(MCAO)組、補(bǔ)陽(yáng)還五湯低劑量(BYHW-L)組、補(bǔ)陽(yáng)還五湯高劑量(BYHW-H)組、補(bǔ)陽(yáng)還五湯高劑量+MRS2395(BYHW-H+MRS2395)組,每組6只。參考文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法構(gòu)建MCAO模型[10],Sham組線栓不阻塞大腦中動(dòng)脈。BYHW-L組、BYHW-H組在缺血24 h后每日分別給予補(bǔ)陽(yáng)還五湯低、高劑量(6.5、26 g·kg-1)[11]處理,BYHW-H+MRS2395組小鼠除每日灌胃26 g·kg-1補(bǔ)陽(yáng)還五湯外,將MRS2395溶于5%DMSO中,600 μg·d-1,腹腔注射,從術(shù)后前1 d開始,每日給藥3次,共6 d。Sham組和MCAO組給予等體積生理鹽水灌胃,共7 d。
分別在術(shù)后清醒第0、24、48、72 h和第7天,參考Zea-Longa神經(jīng)功能缺損評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[10],評(píng)估小鼠神經(jīng)功能受損程度。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):無(wú)神經(jīng)功能缺陷,0分;提尾時(shí)阻塞側(cè)前爪不能完全伸展,1分;行走時(shí)向阻塞側(cè)轉(zhuǎn)圈,2分;行走時(shí)向阻塞側(cè)傾倒,3分;意識(shí)喪失,不能自主行走現(xiàn)象,4分。評(píng)分越高說(shuō)明神經(jīng)損傷越嚴(yán)重。
術(shù)后第7天,摘眼球取血后斷頭取腦,將腦組織切成約2 mm厚的冠狀位腦片,置于1%TTC染色液中37 ℃避光孵育染色30 min,每5 min翻動(dòng)1次使染色均勻,并拍照記錄。經(jīng)染色后有線粒體存活的正常組織呈玫瑰紅色,梗死區(qū)域呈灰白色,且界限分明,易于剝離。用Image Pro Plus軟件分析小鼠腦組織梗死體積和整個(gè)腦組織體積。梗死比=梗死體積/整個(gè)腦體積×100%。
取小鼠腦組織石蠟切片常規(guī)脫蠟至水,用檸檬酸鈉抗原修復(fù)液微波加熱10 min進(jìn)行抗原修復(fù),5%牛血清白蛋白(BSA)封閉后,分別加入M1型小膠質(zhì)細(xì)胞表面標(biāo)記物兔抗Iba1(貨號(hào):LKG5732)/鼠抗CD16/32(1∶200) (貨號(hào):ab215977),M2型小膠質(zhì)細(xì)胞表面標(biāo)記物兔抗Iba1/山羊抗CD206(1∶100) (貨號(hào):ab64693)以及兔抗Iba1/鼠抗P2Y12 (1∶200) (貨號(hào):ab300140),并4 ℃孵育過(guò)夜。第2天,加熒光二抗在37 ℃下孵育1 h,并用DAPI避光孵育10 min,封片置于暗盒中4 ℃保存。在熒光顯微鏡下觀察樣品。
使用滅菌器械取各組小鼠腦組織,用Trizol進(jìn)行RNA提取,參考RNA逆轉(zhuǎn)錄試劑說(shuō)明書得到組織cDNA,-80 ℃保存?zhèn)溆?。采用qPCR法進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng),然后運(yùn)用2-ΔΔCt法分析目的基因相對(duì)表達(dá)量,PCR引物均由通用生物系統(tǒng)(安徽)有限公司合成提供,引物序列見表1。
表1 qPCR引物序列
取各組小鼠腦組織缺血區(qū)域,-80 ℃保存?zhèn)溆?。磨碎的腦組織加入含有蛋白酶抑制劑和磷酸酶抑制劑的RIPA裂解液裂解,采用BCA測(cè)定法定量蛋白濃度,將Loading buffer加入蛋白中,100 ℃變性10 min。經(jīng)過(guò)聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)分離蛋白質(zhì)樣品,并轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上。5%脫脂牛奶封閉后,分別加入鼠抗P2Y12(1∶500) (貨號(hào):ab184411)、RhoA(1∶5 000) (貨號(hào):ab187027)、ROCK(1∶1 000) (貨號(hào):ab134181)、p38 MAPK(1∶1 000) (貨號(hào):8090S)和GAPDH 一抗(1∶1 000) (貨號(hào):ab8245),4 ℃孵育過(guò)夜。次日洗膜后,加入HRP標(biāo)記的二抗室溫孵育1 h,再次洗膜后顯影成像,使用Image Lab軟件進(jìn)行灰度分析。
Longa評(píng)分越高,神經(jīng)損傷越嚴(yán)重,結(jié)果如表2所示。Sham組小鼠無(wú)神經(jīng)功能損傷,第0、24、48、72 h及第7天的神經(jīng)功能評(píng)分均為0分;而第7天MCAO組評(píng)分顯著升高(P<0.01),提示術(shù)后存在神經(jīng)功能損傷。術(shù)后持續(xù)給藥7 d后,與MCAO組相比,BYHW-H組神經(jīng)功能評(píng)分下降(P<0.05),提示高劑量補(bǔ)陽(yáng)還五湯促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù);與BYHW-H組相比,BYHW-H+MRS2395組并無(wú)顯著性差異,但是評(píng)分低于BYHW-H組。
表2 各組神經(jīng)功能評(píng)分
TTC染色結(jié)果如圖1所示,術(shù)后第7天,取小鼠大腦經(jīng)TTC染色,結(jié)果顯示正常組織呈玫瑰紅色,梗死區(qū)域呈灰白色。與Sham組相比,MCAO組梗死體積明顯較大(P<0.01);與MCAO組相比,BYHW-L、BYHW-H組梗死體積減小(P<0.05,P<0.01);且BYHW-H組與BYHW-H+MRS2395組梗死體積并無(wú)顯著性變化。綜上所述,補(bǔ)陽(yáng)還五湯可促進(jìn)MCAO模型小鼠神經(jīng)功能的恢復(fù)。
圖1 補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)MCAO小鼠腦梗死體積的影響
如圖2所示,術(shù)后第7天,小鼠大腦組織免疫熒光染色結(jié)果顯示:與Sham組比較,MCAO組M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物CD16表達(dá)顯著上升(P<0.001);與MCAO組比較,BYHW-L、BYHW+H組CD16表達(dá)水平下降(P<0.05,P<0.01)。結(jié)果表明補(bǔ)陽(yáng)還五湯抑制M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的增加。與BYHW-H組相比,BYHW-H+MRS2395組的CD16表達(dá)水平并無(wú)顯著性變化。同時(shí)檢測(cè)腦組織中M2型小膠質(zhì)細(xì)胞。與Sham組相比,MCAO組小膠質(zhì)細(xì)胞的M2型標(biāo)記物CD206表達(dá)明顯降低(P<0.01);與MCAO組比較,BYHW-L、BYHW+H組CD206表達(dá)水平上升(P<0.05,P<0.01)。結(jié)果表明補(bǔ)陽(yáng)還五湯促進(jìn)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的增加。與BYHW-H組相比,BYHW-H+MRS2395組的CD206表達(dá)水平無(wú)顯著變化。
注:A.小膠質(zhì)細(xì)胞的M1型標(biāo)記物CD16;B.小膠質(zhì)細(xì)胞的M2型標(biāo)記物CD206;與Sham組比較,##P<0.01,###P<0.001;與MCAO組比較,
小鼠MCAO術(shù)后第7天,采用qPCR進(jìn)一步檢測(cè)補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物mRNA表達(dá)的影響。如圖3所示,與Sham組相比,MCAO組小鼠腦組織中M2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物CD206 mRNA和IL-10 mRNA表達(dá)增加(P<0.01,P<0.05),Arg-1 mRNA表達(dá)顯著減少(P<0.001);與MCAO組比,BYHW-L、BYHW-H組CD206 mRNA、IL-10 mRNA(P<0.05,P<0.01)和Arg-1 mRNA(P<0.01)表達(dá)均上升。與BYHW-H組相比,BYHW-H+MRS2395組中3者表達(dá)水平無(wú)顯著差異。與Sham組相比,MCAO組TGF-β mRNA表達(dá)明顯上升(P<0.001);TGF-β mRNA的表達(dá)在BYHW-L、BYHW-H組中比在MCAO組中明顯降低(P<0.01),給予MRS2395后TGF-β mRNA表達(dá)與BYHW-H組相似,與其余3組變化趨勢(shì)不同,可能與P2Y12受體相關(guān)[12]。另外,與Sham組相比,MCAO組小鼠腦組織中M1型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物CD16 mRNA和CD86 mRNA表達(dá)增加(P<0.01);與MCAO組比,BYHW-L、BYHW-H組CD16 mRNA表達(dá)均顯著下降(P<0.05,P<0.01),同時(shí),BYHW-H組CD86 mRNA表達(dá)顯著下降(P<0.01)。綜上所述,補(bǔ)陽(yáng)還五湯可能促進(jìn)缺血/再灌注損傷后小膠質(zhì)細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化,更深入的機(jī)制需進(jìn)一步探索。
為驗(yàn)證MRS2395對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y12受體的抑制作用,對(duì)小鼠大腦組織進(jìn)行免疫熒光雙染色,如圖4顯示,在MCAO模型中,小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)的P2Y12顯著上升(P<0.01),并且其表達(dá)可被抑制劑MRS2395顯著抑制(P<0.01),且BYHW-H也對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞中P2Y12表達(dá)有顯著的抑制作用(P<0.01)。
注:與Sham組比較;##P<0.01;與MCAO組比較,
MCAO術(shù)后第7天,Western blot檢測(cè)小鼠大腦組織蛋白表達(dá)。結(jié)果顯示,與Sham組相比,MCAO組P2Y12、RhoA、ROCK蛋白表達(dá)及p-p38 MAPK/p38 MAPK比值顯著上升(P<0.001);與MCAO組相比,BYHW-L、BYHW-H組P2Y12、RhoA、ROCK蛋白表達(dá)及p-p38 MAPK/p38 MAPK比值顯著降低(P<0.05,P<0.01)。與BYHW-H組相比,BYHW-H+MRS2395組中各指標(biāo)影響無(wú)顯著差異,如圖5。
注:與Sham組比較;###P<0.001;與MCAO組比較,
中風(fēng)死亡率很高,其中缺血性中風(fēng)患者占總中風(fēng)人數(shù)的80%以上[1]。由于缺血性中風(fēng)復(fù)雜的病理生理過(guò)程和中風(fēng)治療的局限性[13],數(shù)百萬(wàn)中風(fēng)幸存者面臨罹患偏癱等殘疾的風(fēng)險(xiǎn)。補(bǔ)陽(yáng)還五湯是治療中風(fēng)的經(jīng)典名方,有補(bǔ)氣活血,化瘀通絡(luò)的功效?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明該方可以從減輕炎癥反應(yīng)、修復(fù)神經(jīng)和降低氧化應(yīng)激等多方面防治腦卒中[14],相關(guān)信號(hào)通路涉及經(jīng)典的PI3K/AKT通路[15]、AMPK/mTOR通路[16]、Notch信號(hào)通路[17]等。
小膠質(zhì)細(xì)胞是正常或受損大腦必不可少的常駐免疫細(xì)胞,而腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞不受控制或過(guò)度激活是有害的[18]。有研究表明,小膠質(zhì)細(xì)胞在刺激下被極化而呈現(xiàn)某種表型,常見的表型有2類,即經(jīng)典激活型M1表型,以及替代激活型M2表型。在腦缺血再灌注損傷等病理狀態(tài)下,M1型小膠質(zhì)細(xì)胞被過(guò)度活化,將加速分泌白細(xì)胞介素-β(Interleukin-β,IL-β)、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)等炎癥因子,進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥反應(yīng),加深神經(jīng)損傷程度;與之相對(duì)應(yīng),M2型小膠質(zhì)細(xì)胞為抗炎表型,可抑制炎癥反應(yīng)[19]。本研究中,補(bǔ)陽(yáng)還五湯干預(yù)7 d后,高劑量和低劑量組均能減少CD16+小膠質(zhì)細(xì)胞,即M1型小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量,同時(shí)增加CD206+小膠質(zhì)細(xì)胞,即M2型小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量。此外,補(bǔ)陽(yáng)還五湯也可調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物mRNA的表達(dá)。以上結(jié)果表明腦缺血再灌注損傷后,補(bǔ)陽(yáng)還五湯的干預(yù)可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞M1到M2的表型轉(zhuǎn)化。
P2Y12是腦小膠質(zhì)細(xì)胞中豐富的嘌呤能受體,也是小膠質(zhì)細(xì)胞的特異性標(biāo)志物[20]。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,腦損傷或注射ATP/ADP引發(fā)的P2Y12激活可以調(diào)節(jié)早期小膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng),而P2Y12缺乏或抑制具有神經(jīng)保護(hù)作用。敲除小膠質(zhì)細(xì)胞中的P2Y12或給予P2Y12的抑制劑都顯示出改善腦缺血后海馬CA1區(qū)神經(jīng)元活性和緩解神經(jīng)元損傷的作用[21]。此外,抑制P2Y12能夠預(yù)防M1型和M2型小膠質(zhì)細(xì)胞向高濃度的ADP區(qū)遷移,可抑制促炎因子的釋放[22]。在MCAO模型中,通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞中依賴于P2Y12的通路可保護(hù)小鼠免受MCAO引起的缺血性損傷和神經(jīng)損傷的影響[23-24]。綜上所述,抑制小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y12受體的激活,可減少神經(jīng)元死亡,避免血腦屏障破壞而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。
RhoA是小分子G蛋白家族的一員,參與許多細(xì)胞功能,包括細(xì)胞骨架重排、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、吞噬作用和細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸[25]。RhoA在非活性形式(GDP結(jié)合)和活性形式(GTP結(jié)合)之間循環(huán),其活性形式與下游效應(yīng)分子相互作用調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。RhoA最匹配的下游效應(yīng)分子是Rho激酶(ROCK),在各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中觀察到了RhoA/ROCK通路的激活,如中風(fēng)和腦部炎癥[26],抑制RhoA/ROCK信號(hào)可以減輕神經(jīng)炎癥和缺血后的神經(jīng)元損傷[27-28]。研究表明,P2Y12參與的小膠質(zhì)細(xì)胞活化中,抑制ROCK后可降低p38 MAPK的磷酸化水平,激活的RhoA/ROCK/p38 MAPK信號(hào)通路被P2Y12拮抗劑逆轉(zhuǎn)[6,29],減輕神經(jīng)病理?yè)p傷。
本研究中,MCAO可引發(fā)P2Y12介導(dǎo)RhoA/ROCK通路相關(guān)蛋白的高表達(dá),而補(bǔ)陽(yáng)還五湯的干預(yù)可降低其表達(dá)。MRS2395為P2Y12受體抑制劑,然而在本研究中,BYHW-H+MRS2395組與BYHW-H組相比并無(wú)顯著差異,提示特異性拮抗P2Y12受體并不能抑制補(bǔ)陽(yáng)還五湯的神經(jīng)保護(hù)作用,表明在P2Y12介導(dǎo)的RhoA/ROCK通路之外,補(bǔ)陽(yáng)還五湯還可通過(guò)其他途徑發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,體現(xiàn)了中藥復(fù)方多靶點(diǎn)多途徑作用的特點(diǎn),但具體機(jī)制仍需要進(jìn)一步深入探索。