杜聞博,巴圖烏力吉,佟淑平
(內(nèi)蒙古民族大學(xué)附屬醫(yī)院,內(nèi)蒙古 通遼028000)
腦血管疾病(crebrovascular disease,CVD)是指腦血管病變所引起的腦功能障礙。腦血管病變是指由于栓塞和血栓形成導(dǎo)致的血管腔閉塞、血管破裂、血管壁損傷或通透性發(fā)生改變、凝血機(jī)制異常、血液粘度異常或血液成分異常變化引起的疾病,與心臟病、惡性腫瘤構(gòu)成了人類的三大死因[1]。
近年來隨著溶栓治療技術(shù)的發(fā)展,腦缺血后血流重建再灌注性腦損傷的相關(guān)研究己取得了顯著的進(jìn)展,臨床適用的腦保護(hù)和預(yù)處理藥物,應(yīng)具備副作用小,使用方便,患者接受性好等特點(diǎn)。蒙藥 (黑蘇嘎-25)主治脈病、偏癱、半身不遂等臨床療效顯著,主要成分有石決明、麝香、牛黃、木香、肉豆蔻、珍珠粉、犀角、沉香、蓽撥、肉桂、黑種子草、冬葵果、螃蟹、海金砂等,藥理具有良好的抗腦缺血損傷作用。黑蘇嘎-25成份是從天然產(chǎn)物中提取,具有副作用小且作用多途徑、多靶點(diǎn),可針對(duì)腦缺血性變化的多個(gè)環(huán)節(jié)。
本項(xiàng)目擬采用Zea Longa[2]等的改良的線栓法制備大鼠大腦中動(dòng)脈缺血2 h再灌注24 h模型,以蒙藥(黑蘇嘎-25)進(jìn)行干預(yù)治療,觀察神經(jīng)功能缺損程度,測(cè)定腦梗死體積,檢測(cè)血清中TNF-α、IL-1β表達(dá)水平的變化,揭示黑蘇嘎-25對(duì)實(shí)驗(yàn)性大鼠腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用,初步探討其作用機(jī)理,為蒙藥治療腦缺血再灌注損傷提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物 選用健康雄性Wistar大鼠60只,體重約230±20 g,長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司,許可證號(hào)碼:SCXK(吉)-2011-0004。大鼠飼養(yǎng)于適宜溫度及濕度的動(dòng)物室中,處于相同飼養(yǎng)環(huán)境且自由攝食和飲水,自然晝夜(術(shù)前12 h禁食水)。
1.1.2 藥品及主要試劑 黑蘇嘎-25 (0.2 g/粒,內(nèi)蒙古民族大學(xué)附屬醫(yī)院制劑室生產(chǎn));腫瘤壞死因子-a試劑盒(上海麗臣生物科技有限公司,美國(guó)進(jìn)口分裝);白細(xì)胞介素-1β試劑盒(上海麗臣生物科技有限公司,美國(guó)進(jìn)口分裝);紅四氮唑(氯化-2,3,5-三苯基四氮唑,TTC):天津市福晨化學(xué)試劑廠;水合氯醛:青島宇龍海藻有限公司。
1.1.3 主要儀器 手術(shù)顯微鏡(吉祥鳥牌,江蘇鎮(zhèn)江中文光學(xué)儀器有限責(zé)任公司);全自動(dòng)多功能酶標(biāo)儀 (MULTISKANMK3,wELLWASH4MKZ芬蘭);高速冷凍離心機(jī) (BG10-3A,北京時(shí)代北利離心機(jī)有限公司);-80℃低溫冰箱(Dw-GLZ18,北京中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司);10 cm眼科剪(YZB/滬1195-04A-2009,上海醫(yī)療器械有限公司手術(shù)器械廠);電子天平(0.19,上海精密科學(xué)有限公司);電子天平 (0.000019AUW120D,日本島津制作所試驗(yàn)計(jì)測(cè)事業(yè)部);電熱恒溫培養(yǎng)箱(BDR-82,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠);顯微手術(shù)器械14 Cm彎直鑷(金鐘牌手術(shù)器械,上海醫(yī)療器械集團(tuán)有限公司手術(shù)器械廠);醫(yī)用圖像分析系統(tǒng)(BI-2000,成都泰盟科技有限公司)。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 動(dòng)物分組 60只健康雄性Wistar大鼠,雌雄各半,體重約230±20 g,隨機(jī)分成5組,每組12只。
假手術(shù)組:假手術(shù)+生理鹽水灌胃;模型組:缺血再灌注+生理鹽水灌胃;治療組(黑蘇嘎-25高劑量):缺血再灌注+高劑量黑蘇嘎-25灌胃;治療組(黑蘇嘎-25中劑量):缺血再灌注+中劑量黑蘇嘎-25灌胃;治療組(黑蘇嘎-25低劑量):缺血再灌注+低劑量黑蘇嘎-25灌胃。
1.2.2 給藥方法 假手術(shù)組:生理鹽水5 ml/kg·d;模型組:生理鹽水5 ml/kg·d;黑蘇嘎-25高劑量治療組:360 mg/kg·d;黑蘇嘎-25中劑量治療組:180 mg/kg·d;黑蘇嘎-25低劑量治療組:90 mg/kg·d,溶于和假手術(shù)組等體積的生理鹽水,用前搖勻。灌胃(ig)給藥,每天1次,連續(xù)7 d。
1.2.3 腦缺血再灌注損傷模型的制備 模型組與用藥組Wistar大鼠于最后1次灌胃后2 h參照 Zea Longa[2]等的改良的線栓法制備大腦中動(dòng)脈栓塞(MCAO)模型:用10%水合氯醛(300 mg/kg)腹腔麻醉(ip)大鼠,仰位固定,用醫(yī)用碘伏消毒頸前部,在頸正中行長(zhǎng)約2 cm切口,鈍性分離,暴露左側(cè)頸總動(dòng)脈(Common Carotid Artery ,CCA)和分叉部,分離分叉處的頸外動(dòng)脈(External Carotid Artery ,ECA)和頸內(nèi)動(dòng)脈(Internal Carotid Artery ,ICA),分離ECA分支枕動(dòng)脈、甲狀腺上動(dòng)脈,依次結(jié)扎CCA近心端、枕動(dòng)脈、甲狀腺上動(dòng)脈,并在遠(yuǎn)心端剪斷枕動(dòng)脈、甲狀腺上動(dòng)脈,在甲狀腺上動(dòng)脈分支之后結(jié)扎頸外動(dòng)脈近心端和遠(yuǎn)心端,自中間剪斷。拉直近心端剪斷的ECA,使ECA與ICA處于同一直線上,微動(dòng)脈夾暫時(shí)性夾閉ICA遠(yuǎn)心端,于ECA距CCA分叉5 mm處附近,在ECA剪一“V”口,將線栓向頸內(nèi)動(dòng)脈顱方向插入16-18 mm(線栓直徑0.24 mm,頭端0.30 mm),注意不要誤入翼腭動(dòng)脈,可感到阻力而無法向前推進(jìn)時(shí)停止,將線栓固定在ECA上,縫合手術(shù)切口,栓線尾部伸出皮下1 cm左右便于拔栓線,缺血2 h后,外拉栓線0.5 cm,從而實(shí)現(xiàn)24 h再灌注。假手術(shù)組僅暴露左側(cè)頸總動(dòng)脈,其余不做任何處理。
模型成功的標(biāo)志是大鼠左眼出現(xiàn)Horner征;提尾時(shí)右前肢內(nèi)收屈曲;爬行時(shí)向右側(cè)傾倒或按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)圈,不成功者予以剔除,并隨機(jī)補(bǔ)充。
1.2.4 標(biāo)本的收集與處理 假手術(shù)組在手術(shù)后2 h,其余各組模型制備成功后,再達(dá)到各自再灌注時(shí)間點(diǎn)24 h時(shí),經(jīng)10%水合氯醛(300 mg/kg)腹腔麻醉,打開胸腔,腹主動(dòng)脈取血5 ml后,依次用生理鹽水、4%多聚甲醛各200 ml進(jìn)行左心室灌流固定,至流液透明,斷頭取腦,行TTC染色,測(cè)定腦梗死體積。
1.2.5 神經(jīng)功能缺損評(píng)分 參照Longa等[3]的5分制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)麻醉蘇醒后的大鼠進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評(píng)分:無神經(jīng)病學(xué)征象記為0分;提尾時(shí)病灶對(duì)側(cè)前肢不能完全伸直為1分;向癱瘓側(cè)旋轉(zhuǎn)為2分;向病灶對(duì)側(cè)跌倒為3分;無自發(fā)活動(dòng)及意識(shí)障礙者為4分。評(píng)分為5分、4分和0分的大鼠剔除。
1.2.6 腦梗死體積測(cè)定(TTC染色法,即氯化-2,3,5-三苯基四氮唑染色) 假手術(shù)組在術(shù)后2 h,其余各組在模型制備成功后,達(dá)到各再灌注時(shí)間點(diǎn)24 h時(shí),每組大鼠以10%水合氯醛(300 mg/kg)腹腔內(nèi)注射深度麻醉,腹主動(dòng)脈取血5 ml后,依次用生理鹽水、4%多聚甲醛各200 ml進(jìn)行左心室灌流固定,至流液透明,迅速斷頭取腦,去除嗅球、小腦和低位腦干,其余用排刀冠狀切成8片,每片厚度約2 mm,置于2%TTC溶液中,37℃電熱恒溫培養(yǎng)箱避光染色30 min,4%多聚甲醛液中固定24 h后數(shù)碼相機(jī)照片后(見圖2),用醫(yī)用圖像分析系統(tǒng)(BI-2000,成都泰盟科技有限公司)處理照片,測(cè)量腦梗死面積,根據(jù)公式:
V=t(A1+……+A5)
計(jì)算腦梗死體積比,其中t為腦片厚度,A為梗死面積,腦梗死體積比與全腦體積之比為梗死體積百分比。
1.2.7 血清中TNF-α、IL-1β水平的表達(dá) 假手術(shù)組在術(shù)后2 h,其余各組在模型制備成功后,達(dá)到各再灌注時(shí)間點(diǎn)24 h時(shí),每組大鼠以10%水合氯醛(300 mg/kg)腹腔內(nèi)注射深度麻醉,腹主動(dòng)脈取血5 ml,在4℃冰箱內(nèi)沉淀24 h后,3 000 d/min離心10 min留取上清液,-80℃低溫冰箱保存?zhèn)溆?。根?jù)試劑盒說明書用ELISA法檢測(cè)TNF-α、IL-1β水平。
2.1腦缺血再灌注后神經(jīng)功能缺損評(píng)分
腦缺血2 h,再灌注24 h后,大鼠神經(jīng)功能缺損癥狀主要表現(xiàn)為提尾時(shí)右前肢內(nèi)屈曲收,肌力、肌張力降低,側(cè)推阻力降低,活動(dòng)減少,向右側(cè)追尾轉(zhuǎn)圈,伴或不伴有左側(cè)Horner征。假手術(shù)組無神經(jīng)功能缺損癥狀,評(píng)分均為0分;與假手術(shù)組相比,模型組及治療組(黑蘇嘎-25低劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25高劑量)均有明顯的神經(jīng)功能缺損癥狀,具有顯著性差異(P<0.05);與模型組相比,治療組(黑蘇嘎-25低劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25高劑量)神經(jīng)功能缺損程度均有所減輕,并隨著藥物劑量的增加,神經(jīng)功能缺損評(píng)分減少,以黑蘇嘎-25高劑量最為明顯(見表1),具有顯著性差異,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.2黑蘇嘎-25對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷腦梗死體積的影響
假手術(shù)組腦組織呈均勻紅色無梗死灶;模型組和治療組可見梗死蒼白區(qū)域位于右側(cè)額頂葉皮質(zhì)下部和紋狀體外側(cè)區(qū)。與假手術(shù)組相比,模型組及治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)均有明顯的白色梗死灶,有顯著性差異(P<0.05);與模型組相比,治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)均使梗死灶體積減小,以黑蘇嘎-25高劑量最為明顯,(見表1),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.3黑蘇嘎-25對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷血清中TNF-α表達(dá)的影響
與假手術(shù)組相比,模型組及治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)血清中TNF-α水平的表達(dá)明顯升高,有顯著性差異(P<0.05);與模型組相比,治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)均使血清中TNF-α水平的表達(dá)降低,以黑蘇嘎-25高劑量最為明顯(見表1),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.4黑蘇嘎-25對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷血清中IL-1β的影響
與假手術(shù)組相比,模型組及治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)血清中IL-1β水平的表達(dá)明顯升高,有顯著性差異(P<0.05);與模型組相比,治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)均使血清中IL-1β水平的表達(dá)降低,以黑蘇嘎-25高劑量最為明顯(見表1),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
表1 腦缺血再灌注后神經(jīng)功能缺損評(píng)分、腦梗死體積、TNF-α、IL-1β表達(dá)的比較
注:a與假手術(shù)組比較P<0.05,b與模型組比較P<0.05。
3.1腦缺血再灌注損傷
腦缺血是指腦血流量的減少或血流中斷,再灌注是指腦缺血后血流減少區(qū)域的血流增加或產(chǎn)生血流的復(fù)通。溶栓、抗血小板和抗凝治療后,在血流復(fù)通實(shí)施再灌注的同時(shí),又會(huì)在某些情況下(如炎癥反應(yīng))加重已缺血細(xì)胞、組織的進(jìn)一步損傷。通過藥物干預(yù)等方法減輕這種損傷程度,可達(dá)到較為理想的治療目的。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示,模型組在缺血2 h,再灌注24 h后,形成了再灌注損傷,表現(xiàn)為出現(xiàn)神經(jīng)功能缺損癥狀,腦組織出現(xiàn)梗死灶及血清中TNF-α、IL-1β水平表達(dá)增強(qiáng);在治療組,神經(jīng)功能缺損有所減輕,梗死灶體積縮小,血清中TNF-α、IL-1β水平表達(dá)增減弱,達(dá)到了藥物干預(yù)的保護(hù)作用。
3.2黑蘇噶-25的藥理作用
蒙藥民間有許多成方可以治療缺血性腦血管疾病,但蒙醫(yī)臨床上最常用的只有三種:珍寶丸、扎沖十三味和黑蘇噶-25,這三種藥中黑蘇噶-25研究的最少,可能與藥物成分多,利用現(xiàn)代工藝難以提取有效成分,而且價(jià)格昂貴有關(guān)。參照《中國(guó)藥典》2005年版,蒙藥黑蘇嘎-25,性味咸寒,具有解毒,愈傷,除協(xié)日烏素,清腦退翳,主治白脈病,中風(fēng),偏癱、半身不遂腦傷,協(xié)日烏素病,眼翳白斑,骨折,創(chuàng)傷,頸強(qiáng)等功效[4]。主要成分有石決明、麝香、牛黃、木香、肉豆蔻、珍珠粉、犀角、沉香、蓽撥、肉桂、黑種子草、冬葵果、螃蟹、海金砂等,藥理具有良好的抗腦缺血損傷作用。本實(shí)驗(yàn)通過藥理試驗(yàn)中動(dòng)物間和動(dòng)物與人體間的等效劑量換算表,根據(jù)人的用藥劑量換算出Wistar大鼠的用藥劑量,并以此標(biāo)準(zhǔn)確定為Wistar大鼠用藥的中劑量治療組,此標(biāo)準(zhǔn)二倍就是高劑量,1/2就是低劑量。從而得出黑蘇嘎-25高劑量治療組:360 mg/kg·d;黑蘇嘎-25中劑量治療組:180 mg/kg·d;黑蘇嘎-25低劑量治療組:90 mg/kg·d。
3.3TNF-α與腦缺血再灌注損傷
TNF-α是 Garwell 等在1975年發(fā)現(xiàn)的一種能使腫瘤發(fā)生出血壞死的物質(zhì),主要由活化的單核-巨噬細(xì)胞分泌,也可以由抗原刺激的 T 細(xì)胞、活化的NK細(xì)胞、肥大細(xì)胞分泌,屬于多肽類激素,具有廣泛的生物學(xué)功能,主要與炎癥及免疫反應(yīng),研究表明腦缺血早期TNF-α的表達(dá)迅速增加是腦梗死形成的主要原因[5],主要源于梗死灶的神經(jīng)元、星型細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等。Liu[6]等人用Northern blot方法觀察到在缺血后1 h缺血側(cè)神經(jīng)元即有TNF-αmRNA的表達(dá),24h達(dá)高峰。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組在大鼠腦缺血2h再灌注24 h時(shí),TNF-α的含量明顯高于假手術(shù)組,提示腦缺血再灌注過程中TNF-α的表達(dá)水平增加;治療組在大鼠腦缺血2 h再灌注24 h時(shí),TNF-α的含量明顯低于模型組。說明黑蘇嘎-25能減少腦組織中TNF-α的表達(dá)水平,對(duì)腦缺血再灌注后的損傷具有腦保護(hù)作用。
3.4IL-1β與腦缺血再灌注損傷
IL-1β是IL-1基因家族成員中研究最多的一個(gè)亞類,它是由單核巨噬細(xì)胞合成分泌的強(qiáng)烈趨化因子,廣泛作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,導(dǎo)致血栓形成,誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放細(xì)胞因子、自由基等促進(jìn)腦缺血后炎癥介質(zhì)的損傷作用,引起神經(jīng)元損傷。IL-1β還能增加細(xì)胞間黏附分子(ICAM-1)在腦缺血中的表達(dá)水平。ICAM-1可介導(dǎo)白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的緊密黏附,阻塞微血管,降低腦血流。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,模型組在大鼠腦缺血2 h再灌注24 h時(shí),IL-1β的含量明顯高于假手術(shù)組,提示腦缺血再灌注過程中IL-1β的表達(dá)水平增加;治療組在大鼠腦缺血2 h再灌注24 h時(shí),IL-1β的含量明顯低于模型組。說明腦缺血再灌注損傷能減少腦組織中IL-1β的表達(dá)水平,對(duì)腦缺血再灌注后的損傷具有腦保護(hù)作用。
3.5黑蘇嘎-25預(yù)處理對(duì)腦缺血再灌注損傷的影響
本實(shí)驗(yàn)取清潔級(jí)健康Wistar大鼠60只,分為假手術(shù)組、模型組、黑蘇嘎-25低劑量組、黑蘇嘎-25中等劑量組、黑蘇嘎-25高劑量組,灌胃給藥7天,制備MCAO大鼠模型,通過行為學(xué)判斷神經(jīng)功能評(píng)分、組織病理學(xué)測(cè)定腦梗死面積、ELISA法檢測(cè)血清中TNF-α、IL-1β水平,結(jié)果顯示,治療組(黑蘇嘎-25高劑量組、黑蘇嘎中劑量組、黑蘇嘎低劑量組)的神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分均較模型組明顯改善,且隨著藥物濃度的增高神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分較少;治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)均較模型組的腦梗死灶體積減小,以黑蘇嘎-25高劑量最為明顯;可見黑蘇嘎-25的應(yīng)用明顯改善了腦缺血的神經(jīng)損傷程度及減少了腦梗死灶體積,對(duì)腦缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用。模型組、治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)TNF-α陽性細(xì)胞數(shù)量均有增加,說明在缺血性腦損傷過程中,可能是抑制了TNF-α活性而產(chǎn)生明顯的神經(jīng)保護(hù)作用[7],從而減輕腦缺血再灌注所造成的神經(jīng)功能損傷。治療組(黑蘇嘎-25高劑量、黑蘇嘎-25中劑量、黑蘇嘎-25低劑量)較模型組中的TNF-α、IL-1β陽性細(xì)胞數(shù)明顯減少,證實(shí)黑蘇嘎-25是可能是通過抑制TNF-α、IL-1β表達(dá)的增強(qiáng)來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。由此可見,抑制TNF-α、IL-1β的表達(dá),是黑蘇嘎-25對(duì)鼠腦缺血再灌注后腦保護(hù)作用機(jī)制之一。
4.1 黑蘇嘎-25能夠減少局灶性腦缺血大鼠的神經(jīng)功能缺損評(píng)分及縮小局灶性腦缺血大鼠的腦梗死面積,降低局灶性腦缺血后血清中TNF-α、IL-1β水平。
4.2 抑制TNF-α、IL-1β的表達(dá),可能參與了黑蘇嘎-25對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷后腦保護(hù)作用。
作者簡(jiǎn)介:杜聞博,32歲,男,碩士學(xué)位,醫(yī)師,腦血管?。毁∈缙?,35歲,女,碩士學(xué)位,主治醫(yī)師。
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