蔡玉穎,劉志順,王 順,王奇峰,談太鵬,蔣 花
(1.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院 針灸科,北京 100053;2.黑龍江省中醫(yī)研究院 針灸科,黑龍江 哈爾濱 150036)
腦缺血再灌注損傷是缺血性腦卒中的主要病理機(jī)制,腦血流中斷和再灌注使腦細(xì)胞產(chǎn)生損傷是一個(gè)快速的級(jí)聯(lián)反應(yīng),病理級(jí)聯(lián)反應(yīng)的惡性循環(huán)導(dǎo)致機(jī)體處于持續(xù)的惡性應(yīng)激刺激狀態(tài),從而引起神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫(NEI)網(wǎng)絡(luò)功能的紊亂,繼而加重腦缺血再灌注損傷。神經(jīng)遞質(zhì)的紊亂是腦缺血再灌注損傷的重要環(huán)節(jié),其中腦啡肽中 β-EP和興奮性神經(jīng)遞質(zhì)Glu與腦缺血再灌注損傷密切相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)采用免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測(cè)下丘腦組織中 β-EP、Glu蛋白表達(dá)水平,從神經(jīng)遞質(zhì)角度研究電針經(jīng)穴通過(guò)調(diào)控下丘腦中β-EP、Glu蛋白表達(dá)水平而發(fā)揮對(duì)腦缺血再灌注損傷后腦保護(hù)作用的機(jī)制。
免疫組化 β-EP、Glu試劑盒,武漢博士德公司;免疫組化二抗試劑盒,北京中杉金橋生物技術(shù)公司;研究用生物顯微鏡,日本 OLYMPUS BX60;輪轉(zhuǎn)式組織切片機(jī),德國(guó)Leica 2135型;生物組織包埋機(jī),天津愛(ài)華BMJ-1型;Motic Med6.0數(shù)碼醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng),廈門麥克奧迪;KWD-808Ⅱ型電針儀,常州市武進(jìn)長(zhǎng)城醫(yī)療器械有限公司。
健康Wistar雄性大鼠,體重 250g~300g,由長(zhǎng)春高新醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心提供,動(dòng)物許可證號(hào)SCKY-(吉)2003-0004。大鼠按體重隨機(jī)分為正常組、假手術(shù)組、模型組、電針?lè)墙?jīng)穴組(模型 +電針?lè)墙?jīng)穴)和電針經(jīng)穴組(模型+電針經(jīng)穴)5組,每組均分為1d、3d、7d 3個(gè)時(shí)間點(diǎn),每時(shí)間點(diǎn)6只動(dòng)物。模型判斷標(biāo)準(zhǔn)按照 Zea-Longa[1]報(bào)道的4分制進(jìn)行,評(píng)分在1~3分的大鼠認(rèn)為模型制作成功,排除實(shí)驗(yàn)中死亡者與造模后不符合模型判斷標(biāo)準(zhǔn)者。
采用改良線栓法[1]制備大鼠 MCAO再灌注模型。大鼠稱重,按300mg/kg腹腔注射10%水合氯醛麻醉。仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)上,備皮消毒后沿頸部正中切開(kāi)皮膚,沿胸鎖乳突肌內(nèi)緣分離肌肉和筋膜,分離右側(cè)頸總動(dòng)脈(CCA)、頸外動(dòng)脈(ECA)和頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA),結(jié)扎 CCA下端,同時(shí)結(jié)扎右側(cè)ECA,然后用動(dòng)脈夾夾住 ICA遠(yuǎn)端以暫時(shí)止血,在CCA近頸內(nèi)、頸外動(dòng)脈分叉處剪一小口,將尼龍線插入ICA,稍稍結(jié)扎CCA分叉插線處,然后撤掉ICA遠(yuǎn)端動(dòng)脈夾,將尼龍線順勢(shì)緩緩送入,越過(guò)翼腭動(dòng)脈直至顱內(nèi)大腦前動(dòng)脈近端,深度為18mm~20mm,以阻斷該側(cè)大腦中動(dòng)脈血流導(dǎo)致腦缺血。2 h后輕輕提拉所留線頭實(shí)現(xiàn)大腦中動(dòng)脈再灌注則造模完成。假手術(shù)組除不插入線栓外,其余同模型組。
1.4.1 選穴 大鼠針灸穴位定位參考《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》[2]附錄中常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的針灸穴位。曲池穴位于橈骨近端關(guān)節(jié)外側(cè)前方凹陷中;足三里穴位于膝關(guān)節(jié)后外側(cè),腓骨小頭下約5mm;非曲池穴位于平行曲池外側(cè)旁開(kāi)5mm;非足三里穴位于平行足三里外側(cè)旁開(kāi)5mm。
1.4.2 操作方法 電針經(jīng)穴組:大鼠取俯臥位固定,注意固定鼠尾。定穴消毒后,針刺雙側(cè)曲池、足三里穴,調(diào)整好刺激參數(shù),連接刺激電極,針柄接電針治療儀,一極接曲池穴,另一極接同側(cè)足三里穴,疏密波,頻率2/30Hz,電流強(qiáng)度1mA,大鼠以觸須、耳朵微動(dòng)為度。于再灌注6h后開(kāi)始針刺,每天針刺1次,連續(xù)針刺,每次30min,取材前2h再針刺1次。
電針?lè)墙?jīng)穴組:針刺雙側(cè)非曲池、非足三里穴,其他治療同電針經(jīng)穴組。正常組、假手術(shù)組和模型組動(dòng)物只捆綁固定,不針刺。
1.5.1 標(biāo)本采集與處理 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,按300mg/kg腹腔注射10%水合氯醛麻醉,從心尖部沿左心室插入灌注管至升主動(dòng)脈入口,剪開(kāi)右心耳,先用0.9%生理鹽水150ml快速灌注,再用預(yù)冷的4%多聚甲醛(0.1mol/L磷酸鹽緩沖液配制)200ml~300ml灌注,先快后慢,直至鼠尾翹起,身體逐漸僵硬,顏色變白為止。迅速斷頭取腦,取下丘腦放入4%多聚甲醛固定液中固定過(guò)夜,常規(guī)脫水、透明、石蠟包埋、石蠟切片,待測(cè)。
1.5.2 指標(biāo)檢測(cè)方法 采用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)下丘腦β-EP、Glu蛋白表達(dá)水平,步驟如下:(1)組織切片脫蠟至水;(2)EDTA微波修復(fù)抗原;(3)3%H2O2去離子水孵育10min,阻斷內(nèi)源性過(guò)氧化物酶。PBS沖洗 2min×3次;(4)滴加一抗(1∶50),4℃過(guò)夜,PBS沖洗2min×3次;(5)生物素化兔抗 IgG,37℃孵育30min,PBS沖洗 2min×3次;(6)DAB顯色,顯微鏡下控制顯色程度;(7)蒸餾水充分沖洗;(8)蘇木素復(fù)染、脫水、透明;(9)中性樹(shù)脂封片。
1.5.3 結(jié)果判定與分析方法 陽(yáng)性表達(dá)細(xì)胞胞漿呈棕黃色,陰性細(xì)胞核呈藍(lán)色。采用 Motic Med6.0圖像分析系統(tǒng),每組每時(shí)間點(diǎn)各選6張切片,每張切片在400倍下隨機(jī)選取6個(gè)非重疊視野,按照512×512像素分布攝入圖像并保存病理圖像分析系統(tǒng)內(nèi),選擇免疫組化分析模塊,通過(guò)灰度調(diào)節(jié)區(qū)分視野內(nèi)陽(yáng)性信號(hào)面積,計(jì)算陽(yáng)性目標(biāo)總面積與統(tǒng)計(jì)場(chǎng)總面積比值,取陽(yáng)性目標(biāo)面密度平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
表1、圖1~圖13顯示,正常組與假手術(shù)組各時(shí)間點(diǎn)β-EP蛋白表達(dá)均無(wú)顯著性差異(P>0.05);模型組缺血再灌注ld,β-EP蛋白表達(dá)明顯升高,持續(xù)7d仍維持較高水平,與同時(shí)間點(diǎn)正常組、假手術(shù)組比較具有顯著性差異(P<0.01);電針經(jīng)穴組與同時(shí)間點(diǎn)模型組、電針?lè)墙?jīng)穴組比較,β-EP蛋白表達(dá)明顯增高(P<0.01,P<0.05)。
表1 各組腦缺血再灌注損傷大鼠β-EP蛋白表達(dá)的比較±s)
表1 各組腦缺血再灌注損傷大鼠β-EP蛋白表達(dá)的比較±s)
注:與同時(shí)間點(diǎn)正常組比較:**P<0.01;與同時(shí)間點(diǎn)假手術(shù)組比較:△△P<0.01;與同時(shí)間點(diǎn)電針經(jīng)穴組比較:▲P<0.05,▲▲P<0.01
組β-EP 1d 3d 7d正 常 組 6 0.0246±0.0043 0.0253±0.0041 0.0245±0.0055別n蛋白陽(yáng)性目標(biāo)面密度假 手 術(shù) 組 6 0.0266±0.0059 0.0295±0.0042 0.0281±0.0047模 型 組 6 0.1088 ±0.0070**△△▲▲ 0.1068 ±0.0155**△△▲▲ 0.0909 ±0.0123**△△▲▲電針?lè)墙?jīng)穴組 6 0.0841±0.0101▲▲ 0.0814±0.0129▲ 0.0716±0.0071▲電針經(jīng)穴組 6 0.0552±0.0058 0.0573±0.0063 0.0569±0.0073
圖1 正常組(×400)
圖2 假手術(shù)組1d(×400)
圖3 假手術(shù)組3d(×400)
圖4 假手術(shù)組7d(×400)
圖5 模型組1d(×400)
圖6 模型組3d(×400)
圖7 模型組7d(×400)
圖8 電針?lè)墙?jīng)穴組 1d(×400)
圖9 電針?lè)墙?jīng)穴組 3d(×400)
圖10 電針?lè)墙?jīng)穴組 7d(×400)
圖11 電針經(jīng)穴組1d(×400)
圖12 電針經(jīng)穴組3d(×400)
圖13 電針經(jīng)穴組7d(×400)
表2、圖14~26顯示,正常組與假手術(shù)組各時(shí)間點(diǎn)Glu蛋白表達(dá)均無(wú)顯著性差異(P>0.05);模型組缺血再灌注ld,Glu蛋白表達(dá)明顯升高,持續(xù)7d仍維持較高水平,與同時(shí)間點(diǎn)正常組、假手術(shù)組比較均有顯著性差異(P<0.01);電針經(jīng)穴組與同時(shí)間點(diǎn)模型組、電針?lè)墙?jīng)穴組比較均有顯著性差異(P<0.01,P<0.05)。
表2 各組腦缺血再灌注損傷大鼠Glu蛋白表達(dá)的比較±s)
表2 各組腦缺血再灌注損傷大鼠Glu蛋白表達(dá)的比較±s)
注:與同時(shí)間點(diǎn)正常組比較:**P<0.01;與同時(shí)間點(diǎn)假手術(shù)組比較:△△P<0.01;與同時(shí)間點(diǎn)電針經(jīng)穴組比較:▲P<0.05,▲▲P<0.01
組Glu 蛋白陽(yáng)性目標(biāo)面密度1d 3d 7d正 常 組 6 0.0378±0.0047 0.0371±0.0021 0.0410±0.0071別n假 手 術(shù) 組 6 0.0409±0.0110 0.0392±0.0036 0.0383±0.0047模 型 組 6 0.1248 ±0.0171**△△▲▲ 0.1176 ±0.0169**△△▲▲ 0.1030 ±0.0255**△△▲▲電針?lè)墙?jīng)穴組 6 0.1105±0.0181▲▲ 0.1044±0.0270▲▲ 0.0974±0.0307▲電針經(jīng)穴組 6 0.0610±0.0093 0.0515±0.0021 0.0518±0.0046
圖14 正常組(×400)
圖15 假手術(shù)組1d(×400)
圖16 假手術(shù)組3d(×400)
圖17 假手術(shù)組7d(×400)
圖18 模型組1d(×400)
圖19 模型組3d(×400)
圖20 模型組7d(×400)
圖21 電針?lè)墙?jīng)穴組 1d(×400)
圖22 電針?lè)墙?jīng)穴組3d(×400)
圖23 電針?lè)墙?jīng)穴組7d(×400)
圖24 電針經(jīng)穴組1d(×400)
圖26 電針經(jīng)穴組7d(×400)
腦缺血再灌注損傷是指腦缺血一定時(shí)間恢復(fù)血液灌注后,腦組織細(xì)胞損傷反而進(jìn)行性加重的病理現(xiàn)象。腦缺血再灌注損傷病理級(jí)聯(lián)反應(yīng)的惡性循環(huán)導(dǎo)致機(jī)體處于持續(xù)的惡性應(yīng)激刺激狀態(tài),從而引起NEI網(wǎng)絡(luò)功能的紊亂,進(jìn)一步加重腦缺血再灌注損傷[3]。神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)共同組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀的結(jié)構(gòu)和功能體系,三大系統(tǒng)具有共同的生化基礎(chǔ),三者各具特點(diǎn)又密切相關(guān),共同調(diào)控和整合機(jī)體內(nèi)、外環(huán)境的平衡。下丘腦是NEI網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)整合中樞,為探討腦缺血再灌注損傷后下丘腦神經(jīng)遞質(zhì)的變化,本實(shí)驗(yàn)將下丘腦作為實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的主要部位,以期揭示腦缺血再灌注損傷后下丘腦神經(jīng)遞質(zhì) β-EP、Glu蛋白表達(dá)的變化規(guī)律。
β-EP是神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的具有廣泛生物學(xué)活性的內(nèi)源性阿片肽,廣泛存在于垂體、下丘腦、大腦皮層、海馬回、腦干、血漿和腦脊液中,其中以下丘腦和垂體含量最高。可通過(guò)神經(jīng)分泌、旁分泌和內(nèi)分泌三種途徑分別起到神經(jīng)激素、神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)調(diào)變物的作用,參與多種生理功能的調(diào)節(jié),同時(shí)也參與許多疾病和應(yīng)激的病理過(guò)程。近年研究表明:腦缺血時(shí) β-EP釋放是造成卒中病理?yè)p害的重要環(huán)節(jié)[4],使用阿片受體拮抗劑納絡(luò)酮治療腦卒中有效以來(lái)[5、6],證明內(nèi)啡肽拮抗劑可減輕、阻止甚至逆轉(zhuǎn)由內(nèi)啡肽所造成腦缺血再灌注損傷,拮抗 β-EP活性,減少內(nèi)源性 β-EP的釋放,降低腦組織總鈣和氧自由基水平,減少梗死體積,防止缺血性損害擴(kuò)展。
Glu是腦組織中含量較高的一種重要氨基酸,同時(shí)也是一種重要的中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性遞質(zhì)。自1971年 olney首次提出“興奮性毒性”解釋缺血后Glu升高所引發(fā)的病理生理變化后,普遍認(rèn)為氧和糖供應(yīng)減少引起的神經(jīng)元死亡,是因于細(xì)胞外興奮性氨基酸(EAA)遞質(zhì)劇增的結(jié)果,特別是 Glu。EAA指Glu和天冬氨酸(Asp),腦缺血再灌注時(shí),大量的Glu使神經(jīng)元持續(xù)去極化,增加了神經(jīng)元內(nèi)Glu的大量釋放;又因腦缺血后ATP消耗,依賴能量而重吸收Glu的機(jī)制衰竭,影響Glu攝取功能,甚至出現(xiàn)Glu向細(xì)胞外液轉(zhuǎn)移,如此惡性循環(huán),突觸間隙持續(xù)高濃度的Glu就引起興奮性神經(jīng)毒性,造成損傷[7]。
本研究結(jié)果顯示,與正常組、假手術(shù)組比較,模型組各時(shí)間點(diǎn) β-EP、Glu蛋白表達(dá)均明顯增高,表明下丘腦β-EP、Glu蛋白表達(dá)水平與腦缺血再灌注損傷密切相關(guān)。電針經(jīng)穴組與同時(shí)間點(diǎn)模型組比較,β-EP、Glu蛋白表達(dá)明顯降低,表明電針經(jīng)穴對(duì)腦缺血再灌注損傷大鼠下丘腦 β-EP、Glu蛋白表達(dá)具有明顯的調(diào)節(jié)作用。電針經(jīng)穴組與同時(shí)間點(diǎn)電針?lè)墙?jīng)穴組比較,β-EP、Glu蛋白表達(dá)明顯降低,表明電針經(jīng)穴對(duì)腦缺血再灌注損傷大鼠下丘腦 β-EP、Glu蛋白表達(dá)的調(diào)節(jié)具有相對(duì)特異性。
腦缺血再灌注損傷可使下丘腦神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)功能紊亂,進(jìn)一步導(dǎo)致NEI網(wǎng)絡(luò)功能紊亂而加重腦缺血再灌注損傷,電針經(jīng)穴具有調(diào)節(jié)腦缺血再灌注損傷大鼠下丘腦 β-EP、Glu蛋白表達(dá)的作用,從而進(jìn)一步調(diào)控NEI網(wǎng)絡(luò)功能紊亂而發(fā)揮腦缺血再灌注損傷腦保護(hù)作用。總之,電針經(jīng)穴對(duì)腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用機(jī)制可能與電針經(jīng)穴調(diào)節(jié)下丘腦β-EP、Glu蛋白表達(dá)水平有關(guān)。
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