王 敏,傅 強(qiáng),馬占強(qiáng),馬世平
中國藥科大學(xué)中藥藥理教研室,南京 211198
缺血性腦血管病是一種常見病和多發(fā)病,是目前嚴(yán)重危害人類健康與生命的主要疾病之一,因具高發(fā)病率、高死亡率、高致殘率和高復(fù)發(fā)率等特點(diǎn)而引起國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注與高度重視[1]。抑肝散出自于《保纓撮要》,由當(dāng)歸、鉤藤、茯苓、白術(shù)、川芎、柴胡及甘草等組成,主治神經(jīng)癥、不眠癥、小兒夜啼等。近年來,中日兩國學(xué)者應(yīng)用該方治療血管性癡呆、急性缺血性腦病和中風(fēng)后遺癥,療效顯著[2-4]。本文用小鼠缺血再灌注模型模擬人類腦梗死,觀察抑肝散對腦缺血的保護(hù)作用。
抑肝散方中各藥材均購于南京市金陵大藥房并經(jīng)本校秦民堅(jiān)教授鑒定:當(dāng)歸為Angelica sinensis(Oliv.)Diels的根,鉤藤為Unearia rhynchophy lia(Miq.)Jacks的干燥帶鉤莖枝,川芎為Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根莖,白術(shù)為Atractylodes macrocephala Koidz.的干燥根莖,茯苓為Poria cocos(Schw.)Wolf的干燥菌核,柴胡為 Bupleurum scorzonerifolium Willd.的干燥根,甘草為Glycyrrhiza uralensis Fisch.的干燥根及根莖。實(shí)驗(yàn)時按原方比例稱取藥材,常規(guī)水煎煮,濃縮,用時加蒸餾水配成所需濃度。實(shí)驗(yàn)中所用劑量均按生藥量計(jì)算。
尼莫地平(Nimodipine,Nim),天津市中央藥業(yè)有限公司產(chǎn)品,批號:090502;無水乙醇,南京化學(xué)試劑廠產(chǎn)品,批號:080110046;水合氯醛,中國醫(yī)藥(集團(tuán))上?;瘜W(xué)試劑公司,批號:20080610;2,3,5-三苯基氯化四氮唑,批號:20100423,Amresco。除尼莫地平之外,以上均為分析純。一氧化氮、一氧化氮合酶(NOS)試劑盒(批號:20100303、20100323);考馬斯亮蘭測定試劑盒(批號:20091214),以上購于南京建成生物工程研究所。
HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司);純水機(jī)(Hi-tech Instruments Co.Ltd);電子天平(北京賽多利斯天平有限公司);臺式高速冷凍離心機(jī)(Sigma,美國);DG3022A型酶級聯(lián)反應(yīng)檢測儀(Thermo Electron 公司,美國);恒溫干燥箱(Ecocell,德國);Kubota 5800離心機(jī)(久保田公司,日本)。
SPF級ICR雄性小鼠,江蘇省南京市青龍山動物養(yǎng)殖場提供,許可證號SCXK(蘇)2007.0001,體重18~22 g,動物分籠飼養(yǎng),保持12 h晝夜節(jié)律,室溫(22±1)℃,自由飲水?dāng)z食。
分組及給藥:小鼠隨機(jī)分為6組,每組8只。假手術(shù)組(正常組);模型組;尼莫地平組(0.6 mg·kg-1);抑肝散低(3 g·kg-1)、中(6 g·kg-1)、高(12 g·kg-1)劑量組。給藥7 d末次給藥1 h后手術(shù),模型組及假手術(shù)組灌胃相同容積水。
局灶性腦缺血/再灌注模型的制備[5]:將小鼠用4%水合氯醛(350 mg·kg-1)麻醉后,仰臥固定在手術(shù)臺上,常規(guī)消毒,頸正中切口,分離暴露右側(cè)頸部血管,將頸外動脈(ECA)、頸總動脈(CCA)結(jié)扎,頸內(nèi)動脈(ICA)輕微系扎。在頸總動脈上做一切口,將制作好的魚線插入頸內(nèi)動脈,繼續(xù)進(jìn)線直到略感阻力為止。此時,魚線前端已經(jīng)阻斷大腦中動脈(MCA)起始段及其所有血液供應(yīng),造成 MCA局灶性缺血,縫合皮膚。經(jīng)過1 h的梗塞后,輕輕地將魚線拉出 MCA起始段,進(jìn)行再灌注,放回籠中保溫飼養(yǎng),1 h后進(jìn)行神經(jīng)功能評分。假手術(shù)組的麻醉及手術(shù)過程與模型組相同,但不阻斷頸總動脈,觀察時間與模型組相同。在全部造模過程中保持動物肛溫在37℃左右。
整個評分采用單盲法,即評分者不知道實(shí)驗(yàn)動物分組情況。采用Longa[6]的5分評分標(biāo)準(zhǔn):0分為無癥狀;1分為不能完全伸展對側(cè)前爪;2分為向?qū)?cè)轉(zhuǎn)圈;3分為向?qū)?cè)傾倒;4分為不能自行行走,意識喪失。剔除0分、4分和術(shù)后死亡動物,滿足1、2、3分的動物均為造模成功。
小鼠腦缺血再灌注24 h后斷頭取腦,去小腦及延腦。稱重(濕腦重),計(jì)算腦指數(shù)(腦指數(shù)=濕腦重×100/體重)。然后在110℃烤箱中烤至恒重,分析天平稱重(干腦重),計(jì)算腦含水量,腦含水量(%)=(濕腦重-干腦重)/濕腦重×100%。
另一部分小鼠腦去除嗅腦、小腦和低位腦干,取左側(cè)大腦半球沿冠狀面切成5片,進(jìn)行TTC染色,置37℃溫育10 min后,正常組織呈紅色,梗死組織呈白色。小心挖取并稱重白色組織,以梗塞組織重量占全腦重量百分比為腦梗死率。
小鼠腦缺血再灌注24 h后斷頭取腦,去小腦及延腦。在冰冷的生理鹽水中漂洗,除去血液,濾紙拭干。甲醛固定,冠狀面切為三部分,常規(guī)包埋,各組取相同部位制成連續(xù)切片。切片厚5 μm,HE染色,光學(xué)顯微鏡觀察。
小鼠斷頭取腦,去除嗅腦、腦干、小腦后將大腦分別置于勻漿器中,用冰生理鹽水按質(zhì)量與體積為1∶9的比例,冰浴下制備成體積分?jǐn)?shù)為10%的腦組織勻漿,2500 r·min-1,離心 15 min,取上清液備用。按照試劑盒說明書測定腦組織中NO、總NOS、iNOS含量。蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定。
腦缺血再灌注1 h后,除正常組之外所有實(shí)驗(yàn)動物均出現(xiàn)了不同程度的神經(jīng)運(yùn)動功能障礙,抑肝散各劑量組動物的神經(jīng)功能缺陷評分均呈下降趨勢,肌力明顯增加,中、高劑量組與模型組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,結(jié)果見表 1。
小鼠缺血再灌注后經(jīng)TTC染色后,假手術(shù)組腦片全紅;模型組小鼠缺血側(cè)額、頂葉皮質(zhì)及紋狀體可見明顯的白色梗死灶,其梗死率為21.45%;抑肝散低、中、高各劑量組小鼠腦梗死率明顯降低,與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果見表1。
表1 抑肝散對腦缺血/再灌注小鼠在神經(jīng)功能缺陷評分和梗死率的影響(±s,n=8)
注:*P<0.05,**P<0.01 vs 模型組
HE染色后可見模型組大腦皮層灰質(zhì)細(xì)胞層次紊亂,大部分神經(jīng)細(xì)胞受壓,體積縮小,細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核固縮,核染色深(神經(jīng)細(xì)胞萎縮),細(xì)胞及毛細(xì)血管間隙明顯增寬,小動脈擴(kuò)張充血,間質(zhì)明顯水腫,呈網(wǎng)格狀,與正常組有明顯的形態(tài)差異;而抑肝散中、高劑量組和陽性藥組可以明顯改善由腦缺血引起的病理學(xué)改變。結(jié)果見圖1。
圖1 抑肝散對小鼠腦缺血/再灌注的腦細(xì)胞病理學(xué)改變
實(shí)驗(yàn)表明,模型組腦含水量及腦指數(shù)與假手術(shù)對照組比較均明顯增加。而抑肝散中、高劑量組和尼莫地平組能明顯降低腦含水量,抑肝散中、高劑量組及尼莫地平組腦指數(shù)較模型組明顯降低。見表2。
表2 抑肝散對腦缺血/再灌注小鼠腦含水量和腦指數(shù)的影響(±s,n=8)
表2 抑肝散對腦缺血/再灌注小鼠腦含水量和腦指數(shù)的影響(±s,n=8)
注:*P<0.05,**P<0.01 vs模型組
組別
NO、總NOS、iNOS含量測試結(jié)果顯示,與正常組相比,模型組的含量有明顯的升高,除抑肝散低劑量組外各給藥組均能明顯降低模型小鼠腦組織中NO、總NOS、iNOS的含量。 見表3。
表3 抑肝散對腦缺血/再灌注小鼠NO、總NOS、iNOS含量的影響(±s,n=8)
表3 抑肝散對腦缺血/再灌注小鼠NO、總NOS、iNOS含量的影響(±s,n=8)
注:*P<0.05,**P<0.01 vs 模型組
缺血性腦血管疾病的發(fā)病率、致殘率和病死率均較高,一般以局灶性腦缺血為主,其中大腦中動脈栓塞造成的腦梗死最為多見。本實(shí)驗(yàn)以此為依據(jù),研究抑肝散對小鼠大腦中動脈缺血再灌注模型的影響。結(jié)果顯示,抑肝散給藥組小鼠的神經(jīng)行為學(xué)缺陷明顯改善,腦梗死率和腦含水量明顯降低。腦組織病理學(xué)檢查表明,抑肝散可顯著改善因缺血再灌注引起的神經(jīng)細(xì)胞萎縮、細(xì)胞及毛細(xì)血管間隙的增寬和小動脈的擴(kuò)張充血,表明抑肝散對小鼠腦缺血再灌注損傷具有一定的保護(hù)作用。
缺血再灌注損傷發(fā)病機(jī)制中,NO具有非常復(fù)雜的雙重作用,在腦缺血早期,NO的產(chǎn)生具有神經(jīng)保護(hù)作用,松弛血管平滑肌,抑制血小板和白細(xì)胞的聚集與粘附,調(diào)節(jié)腦血流量,參與學(xué)習(xí)記憶過程[8]。隨著缺血時間的延長,尤其是進(jìn)入再灌注期,由于能量代謝衰竭,可致離子泵功能障礙,興奮性氨基酸釋放大量鈣離子內(nèi)流,產(chǎn)生大量的NO,過量的NO可通過激活鳥苷酸環(huán)化酶而使cGMP水平升高、擴(kuò)張腦血管、增加腦水腫,高濃度NO可抑制各種線粒體電荷傳遞系統(tǒng)的酶,抑制細(xì)胞呼吸和能量代謝,并且通過氧化應(yīng)激反應(yīng)生成大量活性氧物質(zhì)和過氧亞硝酸鹽,引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷壞死,脂質(zhì)過氧化,導(dǎo)致高蛋白水腫液的滲出和表面活性物質(zhì)的失活,從而造成不可逆神經(jīng)元細(xì)胞的損傷。NOS是NO合成過程中重要的限速因素,體內(nèi)NO的生物作用完全依賴NOS的活性。因此,測定NOS是研究NO生理病理作用的重要環(huán)節(jié),目前已經(jīng)確定的NOS亞型主要有神經(jīng)元型NOS(nNOS)、內(nèi)皮型NOS(eNOS)和誘生型NOS(iNOS)[9-10]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在腦缺血1 h再灌注24 h后腦組織NO、總NOS、iNOS含量顯著升高,抑肝散能明顯降低這3種物質(zhì)的含量,從而減輕NO的神經(jīng)細(xì)胞毒性,有效減輕缺血再灌注損傷。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,抑肝散可能通過降低NO的神經(jīng)毒性而對缺血再灌注腦損傷發(fā)揮保護(hù)作用,但缺血再灌注腦損傷的發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,各種因素間可能相互促進(jìn)、相互影響。 抑肝散究竟是通過直接還是間接途徑降低NO的神經(jīng)毒性,值得進(jìn)一步探討。
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