人參皂苷Rg1對小鼠腦缺血再灌注后腦組織損傷及Nrf2/HO-1途徑的影響*

吳 露， 黃小平， 鄧常清， 嚴(yán) 杰， 張秋雁

(1湖南中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院心血管科，湖南 瀏陽 410300； 2湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長沙 410208)

人參皂苷Rg1對小鼠腦缺血再灌注后腦組織損傷及Nrf2/HO-1途徑的影響*

吳 露1， 黃小平2△， 鄧常清2， 嚴(yán) 杰2， 張秋雁2

(1湖南中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院心血管科，湖南 瀏陽 410300；2湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長沙 410208)

目的觀察人參皂苷Rg1對小鼠腦缺血再灌注后腦組織損傷的影響，并從核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)/血紅素加氧酶1(HO-1)信號通路研究其作用機(jī)制。方法C57BL/6小鼠隨機(jī)分組，連續(xù)給藥3 d，末次給藥1 h后，結(jié)扎雙側(cè)頸總動脈造成腦缺血20 min，再灌注24 h。以具有抗氧化應(yīng)激損傷作用、治療缺血性腦血管病有效的藥物依達(dá)拉奉作為陽性對照藥。取腦組織行海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞病理學(xué)測定，RT-PCR法測定Nrf2和HO-1 mRNA表達(dá)，Western bloting測定腦組織胞核、胞漿Nrf2和全細(xì)胞HO-1蛋白含量。結(jié)果(1)缺血再灌注24 h后，神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)病理性損傷，細(xì)胞存活率顯著降低。人參皂苷Rg1和依達(dá)拉奉可使神經(jīng)細(xì)胞損傷明顯減輕，細(xì)胞存活率顯著升高。(2)腦缺血再灌注24 h，腦組織Nrf2 mRNA和HO-1 mRNA表達(dá)增強(qiáng)，同時腦組織胞核和胞漿中Nrf2蛋白含量增加，核轉(zhuǎn)位率升高，HO-1蛋白表達(dá)增強(qiáng)。人參皂苷Rg1和依達(dá)拉奉均能降低腦組織胞漿Nrf2蛋白含量，升高胞核Nrf2含量，使Nrf2核轉(zhuǎn)位率升高，并使腦組織HO-1 mRNA和蛋白表達(dá)顯著增加。依達(dá)拉奉的作用強(qiáng)于人參皂苷Rg1，但兩藥對腦組織Nrf2 mRNA表達(dá)無顯著影響。結(jié)論人參皂苷Rg1具有抗腦缺血再灌注損傷的作用，其機(jī)制可能與激活Nrf2/HO-1信號途徑、促進(jìn)Nrf2合成和核轉(zhuǎn)位、從而促進(jìn)下游抗氧化蛋白HO-1的表達(dá)有關(guān)。

腦缺血； 再灌注損傷； 人參皂苷Rg1； 氧化性應(yīng)激； 核因子E2相關(guān)因子2； 血紅素加氧酶1

Figure 1. Chemical structure of ginsenoside Rg1.

圖1人參皂苷Rg1化學(xué)結(jié)構(gòu)圖

氧化應(yīng)激損傷在腦缺血再灌注損傷中具有重要的意義[3]。腦缺血再灌注后，腦組織產(chǎn)生大量的自由基對神經(jīng)細(xì)胞具有損傷作用。抑制腦缺血后氧化應(yīng)激反應(yīng)是防治缺血性腦損傷的重要手段。近年來研究表明，核因子E2 相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2)/血紅素加氧酶1(heme oxyge-nase 1，HO-1)信號途徑在抗氧化損傷中具有重要的作用[11]。因此，本文研究了三七的主要成分人參皂苷Rg1抗腦缺血再灌注后腦組織損傷的作用，并從Nrf2/HO-1途徑研究了其作用機(jī)制。

材 料 和 方 法

1材料

1.1動物 SPF級雄性C57BL/6小鼠，體重18～22 g，由湖南維通利華實(shí)驗動物有限公司提供。動物合格證號為SCXK(湘)2009-0004。飼養(yǎng)于SPF級動物實(shí)驗室，濕度45%、室溫25 ℃的環(huán)境。

1.2受試藥物 人參皂苷Rg1購自成都曼思特生物科技有限公司，純度≥98%，用時以5%羧甲基纖維素鈉配成混懸液備用。依達(dá)拉奉(3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)，南京先聲東元制藥有限公司生產(chǎn)，規(guī)格10 mg/5 mL，以生理鹽水配成400 mg/L溶液。

1.3試劑 全蛋白提取試劑盒KGP2100購自南京凱基生物科技發(fā)展有限公司；細(xì)胞核和細(xì)胞漿蛋白提取試劑盒、磷酸酶抑制劑復(fù)合物Ⅲ和改良型BCA蛋白質(zhì)定量檢測試劑盒購自上海生工生物工程股份有限公司；動物組織總RNA提取試劑盒購自天根生物試劑有限公司；Reverse Transcription System逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自Promega；兔抗小鼠β-actin 多克隆抗體和兔抗小鼠HO-1多克隆抗體和兔抗小鼠Nrf2多克隆抗體購自Santa Cruz，過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔IgG購自北京中杉生物技術(shù)有限公司。

2方法

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師在備課時更多的考慮是怎怎樣才能講的到位，怎樣才能讓學(xué)生聽明白聽得懂。而合作學(xué)習(xí)的理論認(rèn)為，教師備課時應(yīng)該更多的考慮如何使學(xué)生更加主動的積極的參與學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)得更多更好。合作學(xué)習(xí)的實(shí)踐成果是由學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點(diǎn)決定的。所以，教師精心選擇適用于合作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容就顯得尤為重要。要使合作學(xué)習(xí)進(jìn)行得有價值有成果，教師首先就應(yīng)該要吃透教材，在深入理解教材的基礎(chǔ)上制定出具體的、適合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.1腦缺血模型制作[4]乙醚麻醉小鼠，仰臥位固定，在頸部正中做1 cm切口，暴露頸總動脈及伴行的迷走神經(jīng)，分離并夾閉雙側(cè)頸總動脈造成腦缺血，20 min后恢復(fù)血流再灌注24 h。假手術(shù)組也同樣進(jìn)行手術(shù)，但不進(jìn)行腦缺血和再灌注。再灌注24 h后，將小鼠迅速斷頭，取出腦組織置于冰上，去除小腦及腦干后做相應(yīng)指標(biāo)檢測。

2.2動物分組和給藥方法 將小鼠隨機(jī)分為4組：假手術(shù)組、腦缺血再灌注組(模型組)、人參皂苷Rg1(50 mg/kg)+腦缺血再灌注組(人參皂Rg1組)和依達(dá)拉奉(4 mg/kg)+腦缺血再灌注組(依達(dá)拉奉組)。依達(dá)拉奉組腹腔注射給藥，每天給藥2次，人參皂苷Rg1組灌胃給藥，假手術(shù)組和模型組灌胃給予0.5%羧甲基纖維素鈉，給藥體積均為10 L/kg，每天給藥1次。連續(xù)3 d，第3天末給藥1 h后造模。再灌注期間同前給藥。

2.3海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞存活率測定 取視交叉后2 cm腦組織，4%多聚甲醛固定，常規(guī)HE染色，計數(shù)海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞。正常神經(jīng)細(xì)胞胞膜完整、核仁清晰，蘇木素染色均勻。損傷神經(jīng)細(xì)胞胞核固縮或溶解，胞漿出現(xiàn)“嗜伊紅”染色或正常細(xì)胞結(jié)構(gòu)消失甚至出現(xiàn)空泡。每張切片在×400視野下取海馬CA1區(qū)5個視野進(jìn)行測定，計算正常細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的百分比，即得神經(jīng)細(xì)胞存活率。取5個視野平均值進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.4RT-PCR法測定腦組織Nrf2和HO-1 mRNA表達(dá) 取右腦視交叉前組織，以Trizol法提取腦組織總RNA，測定A260/A280為1.8～2.0，純度>90%。逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，以此為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。Nrf2引物：上游序列5’-ATCAAAAAGCCCCATTCACA-3’，下游序列5’-CCGCCTTTTCAGTAGATGGA-3’，擴(kuò)增片段為364 bp。HO-1引物：上游序列5’-AGCCCCACCAAGTTCAAACA-3’，下游序列5’-TGCCAACAGGAAGCTGAGAG-3’，擴(kuò)增片段321 bp。β-actin引物：上游序列5’-GAGACCTTCAACACCCCAGC-3’，下游序列5’-CCACAGGATTCCATACCCAA-3’，擴(kuò)增片段446 bp。按PCR試劑盒操作，反應(yīng)體系 20 μL，擴(kuò)增條件為：95 ℃ 2 min，94 ℃ 45 s，60 ℃ 30 s,72 ℃ 2 min，35個循環(huán)，72 ℃ 10 min。取擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳，凝膠成像系統(tǒng)對目的條帶進(jìn)行掃描，Image-Pro Plus圖像分析軟件測定目的條帶的相對吸光度(A)，以目的基因條帶的A/Aβ-actin作為目的基因表達(dá)的相對強(qiáng)度，以相對表達(dá)強(qiáng)度進(jìn)行分析。

2.5Western bloting測定腦組織Nrf2和HO-1蛋白表達(dá) 取大腦組織，按說明書分別進(jìn)行全細(xì)胞、胞核和胞漿蛋白的提取，以改良型BCA蛋白質(zhì)定量法檢測蛋白質(zhì)含量，確定全細(xì)胞蛋白質(zhì)上樣總量110 μg，細(xì)胞漿蛋白質(zhì)上樣總量110 μg，細(xì)胞核蛋白質(zhì)上樣總量50 μg。取蛋白樣品與1/3量的4×SDS凝膠上樣緩沖液混合使上樣總體積為20 μL，煮沸變性5～10 min。SDS-PAGE 分離2～3 h，300 mA恒流1 h濕轉(zhuǎn)至PVDF膜上，用含5%脫脂奶粉的TBS溶液封閉3 h，TBST溶液洗3次，每次10 min。再分別與兔抗小鼠β-actin抗體(1∶1 000)、兔抗小鼠Nrf2抗體(1∶500)和兔抗小鼠HO-1抗體(1∶500)溶液3 mL混合，4 ℃靜置過夜，TBST溶液洗3次，每次15 min。然后與辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的Ⅱ抗(1∶1 000)5～8 mL室溫孵育1 h，TBST洗膜3次。取增強(qiáng)型HRP-DAB底物顯色試劑盒進(jìn)行顯影，染色為藍(lán)紫色。將PVDF膜掃描，Image Pro-Plus 6.0圖像分析軟件測定目的條帶的累積吸光度(integrated absorbance，IA), 以總蛋白中的β-actin為內(nèi)參照，以目的條帶IA值與總蛋白β-actinIA值的比值作為該目的蛋白的相對表達(dá)量。

3統(tǒng)計學(xué)處理

數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，運(yùn)用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件分析。先將各組數(shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，方差齊者用LSD檢驗。方差不齊時先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后使之方差齊，再行分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1人參皂苷Rg1對腦組織神經(jīng)細(xì)胞損傷的影響

再灌注24 h，假手術(shù)組幾乎未見神經(jīng)細(xì)胞損傷，腦組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)層次清楚，形態(tài)正常。模型組腦組織細(xì)胞排列紊亂，細(xì)胞腫脹明顯，部分細(xì)胞出現(xiàn)嗜酸性變性或核固縮改變，細(xì)胞存活率顯著低于假手術(shù)組(P<0.01)。與模型組比較，各藥物組神經(jīng)細(xì)胞損傷均減輕，細(xì)胞存活率均顯著升高(P<0.01)。人參皂苷Rg1 組與依達(dá)拉奉組比較無顯著差異(均P>0.05)，見圖2、表1。

Figure 2. Effect of ginsenoside Rg1 on brain nerve cell injury in hippocampal CA1 region (HE staining, ×400).1: sham; 2: cerebral I/R; 3: ginsenoside Rg1+cerebral I/R； 4: edaravone+cerebral I/R.

圖2人參皂苷Rg1對腦組織海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞損傷的影響

表1人參皂苷Rg1對海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞存活率的影響

Table 1. Effect of ginsenoside Rg1 on survival rate of nerve cells in hippocampal CA1 region (%.Mean±SD.n=8)

GroupSurvivalrateofnervecellsSham92.0±3.7CerebralI/R47.1±8.3**GinsenosideRg1+cerebralI/R77.0±6.3△△Edaravone+cerebralI/R84.8±5.6△△

**P<0.01vssham;△△P<0.01vscerebral I/R.

2人參皂苷Rg1對腦組織Nrf2、HO-1mRNA表達(dá)的影響

與假手術(shù)組比較，模型組、人參皂苷Rg1組和依達(dá)拉奉組Nrf2 mRNA表達(dá)均顯著升高(P<0.05或P<0.01)。與模型組比較，各給藥組Nrf2 mRNA表達(dá)無顯著變化(均P>0.05)，見圖3、表2。

與假手術(shù)組比較，模型組、人參皂苷Rg1組和依達(dá)拉奉組HO-1 mRNA表達(dá)均顯著升高(P<0.05或P<0.01)。與模型組比較，人參皂苷Rg1組和依達(dá)拉奉組HO-1 mRNA的表達(dá)均顯著升高(P<0.01)。依達(dá)拉奉組HO-1 mRNA的表達(dá)顯著高于人參皂苷Rg1組(P<0.05)，見圖3、表2。

Figure 3. Effects of ginsenoside Rg1 on the expression of Nrf2 and HO-1 mRNA in brain tissues.1： Sham;2： cerebral I/R; 3： ginsenoside Rg1+cerebral I/R;4： edaravone+cerebral I/R.

圖3人參皂苷Rg1對腦組織Nrf2、HO-1mRNA表達(dá)的影響

表2 人參皂苷Rg1對腦組織Nrf2和HO-1 mRNA表達(dá)的影響

◇P<0.05,◇◇P<0.01vssham;△△P<0.01vscerebral I/R;▲P<0.05vsginsenoside Rg1+cerebral I/R.

3人參皂苷Rg1對腦組織Nrf2和HO-1蛋白表達(dá)的影響

與假手術(shù)組比較，模型組胞漿和胞核Nrf2蛋白表達(dá)顯著升高(P<0.01)，Nrf2核轉(zhuǎn)位率顯著增加(P<0.01)。與模型組比較，人參皂苷Rg1組及依達(dá)拉奉組胞漿Nrf2蛋白表達(dá)量顯著降低(P<0.05或P<0.01)，胞核Nrf2蛋白表達(dá)量顯著升高(P<0.01)，Nrf2核轉(zhuǎn)位率顯著增加(P<0.01)。依達(dá)拉奉組胞漿Nrf2蛋白含量顯著低于人參皂苷Rg1組(P<0.05)，胞核Nrf2蛋白含量顯著高于人參皂苷Rg1組(P<0.05)，Nrf2核轉(zhuǎn)位率顯著高于人參皂苷Rg1組(P<0.05)，見圖4、表3。

與假手術(shù)組比較，模型組HO-1蛋白表達(dá)量顯著升高(P<0.01)。與模型組比較，人參皂苷Rg1組及依達(dá)拉奉組HO-1蛋白表達(dá)量均顯著升高(P<0.05或P<0.01)。依達(dá)拉奉組HO-1蛋白表達(dá)量顯著高于人參皂苷Rg1組(P<0.05)，見圖4、表3。

Figure 4. Effects of ginsenoside Rg1 on the protein expression of Nrf2 and HO-1 in brain tissues.1: sham; 2: cerebral I/R; 3: ginsenoside Rg1+cerebral I/R;4: edaravone+cerebral I/R.

圖4人參皂苷Rg1對腦組織Nrf2和HO-1蛋白表達(dá)的影響

討 論

建立穩(wěn)定的動物模型對研究腦缺血再灌注損傷及保護(hù)機(jī)制有著重要的意義。Yang等[4]經(jīng)過對比研究后發(fā)現(xiàn)，C57BL/6 小鼠由于其先天椎動脈后交通支(Willis環(huán))發(fā)育不全，是非常好的研究全腦缺血的動物模型，只要夾閉雙側(cè)頸總動脈即可造成全腦缺血。

表3 人參皂苷Rg1對腦組織Nrf2和HO-1 蛋白表達(dá)的影響

◇◇P<0.01vssham;△P<0.05,△△P<0.01vscerebral I/R;▲P<0.05vsginsenoside Rg1+cerebral I/R.

腦缺血時，特別是再灌注時，自由基大量產(chǎn)生，導(dǎo)致腦組織氧化損傷。氧自由基多攻擊不飽和脂肪酸，引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞損傷；NO也是一種自由基，生理量的NO對腦具有保護(hù)作用，而高濃度的NO可抑制腦組織能量代謝，引起DNA損傷，并抑制DNA的合成和修復(fù)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[5]。正常情況下，體內(nèi)還存在天然的自由基清除系統(tǒng)，如谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)等。腦缺血后由于自由基生成增加，體內(nèi)抗氧化物質(zhì)被消耗，使SOD、GSH-Px、GSH 等顯著下降[6]。

本研究表明，腦缺血再灌注24 h后，海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生水腫、變性和死亡，存活率降低。人參皂苷Rg1和依達(dá)拉奉均可抑制海馬CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞存活率的降低，提示人參皂苷Rg1可抑制腦缺血再灌注后神經(jīng)細(xì)胞的損傷。

Nrf2屬于亮氨酸拉鏈家族的調(diào)節(jié)抗氧化應(yīng)激反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)錄因子，Kelch樣ECH相關(guān)蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1)是其特異性受體。正常情況下，在胞漿內(nèi)Keap1與Nrf2形成復(fù)合物以抑制Nrf2 的活性。在氧化應(yīng)激等情況下，Keap1與Nrf2 解離，Nrf2發(fā)生核轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核，與抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response elements，ARE)結(jié)合，啟動ARE 調(diào)控的第Ⅱ相解毒酶及抗氧化酶基因表達(dá)，增強(qiáng)細(xì)胞對氧化應(yīng)激和親核化合物的抗性[7]。ARE 調(diào)控的抗氧化蛋白有HO-1、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(glutathioneS-transferase,GST)、GSH等，這些酶能夠保護(hù)機(jī)體免受活性氧(reactive oxygen species, ROS)的侵害。在動物實(shí)驗、細(xì)胞體外實(shí)驗和Nrf2基因敲除實(shí)驗均已證實(shí)，Nrf2基因剔除小鼠的腦缺血損傷程度加重[8-9], 激活Keap1/Nrf2/ARE 通路，促進(jìn)HO-1 等蛋白的表達(dá)，減輕腦缺血性損傷[10-11]。

HO屬微粒體酶系，是血紅素分解代謝的限速酶。HO有3種同工酶，分別是HO-1、HO-2和HO-3。其中HO-1為誘導(dǎo)型酶，參與血紅素代謝，在腦內(nèi)廣泛表達(dá)，并在短暫腦缺血時表達(dá)升高[12]。用HO-1誘導(dǎo)劑或轉(zhuǎn)基因技術(shù)使組織中HO-1表達(dá)增加可增強(qiáng)組織的抗氧化損傷能力，抑制炎癥反應(yīng)，減輕缺血/再灌注損傷[13]。研究顯示，HO-1表達(dá)上調(diào)增加神經(jīng)元對氧化應(yīng)激的耐受性[14]。

本研究表明，腦缺血再灌注后，腦組織Nrf2 mRNA和HO-1 mRNA表達(dá)增強(qiáng)，同時胞核和胞漿中Nrf2蛋白含量、核轉(zhuǎn)位率增加，HO-1蛋白表達(dá)增強(qiáng)，表明腦缺血后，為適應(yīng)缺血缺氧等應(yīng)激刺激，腦組織Nrf2 mRNA和蛋白表達(dá)增加，激活Nrf2/HO-1途徑，Nrf2與Keap1解離，前者發(fā)生核轉(zhuǎn)位進(jìn)入胞核，與ARE 結(jié)合，啟動了下游抗氧化蛋白HO-1等的表達(dá)，使HO-1蛋白合成增加，從而對抗缺血缺氧導(dǎo)致的腦組織損傷，這是機(jī)體產(chǎn)生的一種保護(hù)性反應(yīng)。人參皂苷Rg1和依達(dá)拉奉均能使胞漿Nrf2蛋白含量降低而胞核含量升高，Nrf2核轉(zhuǎn)位率增加，HO-1表達(dá)增加。但各給藥組腦組織Nrf2 mRNA表達(dá)未見明顯增強(qiáng)，表明各藥物抗缺血性腦損傷的作用與促進(jìn)Nrf2蛋白的核轉(zhuǎn)位有關(guān)，即人參皂苷Rg1和依達(dá)拉奉可進(jìn)一步激活Nrf2/ARE信號途徑，促進(jìn)Nrf2蛋白的合成和核轉(zhuǎn)位，從而促進(jìn)了抗氧化物質(zhì)HO-1 mRNA表達(dá)及蛋白合成，發(fā)揮抗氧化損傷作用。而依達(dá)拉奉對Nrf2/ARE信號途徑的激活作用強(qiáng)于人參皂苷Rg1。

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撤稿聲明

因署名爭議，作者提出撤銷發(fā)表在本刊2005年第9期的2篇文章，即：

急性心肌梗死后輔助性T細(xì)胞功能失衡的意義[J]. 中國病理生理雜志, 2005, 21(9):1691-1695.

急性心肌梗死大鼠淋巴細(xì)胞體外增殖及殺傷效應(yīng)的觀察[J]. 中國病理生理雜志, 2005, 21(9):1848-1850.

特此聲明。

《中國病理生理雜志》編輯部

2013年11月1日

EffectsofginsenosideRg1ofPanaxnotoginsengonbraintissueinjuryandNrf2/HO-1signalpathwayaftercerebralischemia/reperfusioninmice

WU Lu1, HUANG Xiao-ping2, DENG Chang-qing2, YAN Jie2, ZHANG Qiu-yan2

(1DepartmentofCardiology,theSecondAffiliatedHospitalofIntegratedTraditionalandWesternMedicine,HunanUniversityofChineseMedicine,Liuyang410300,China;2HunanUniversityofChineseMedicine,Changsha410208,China.E-mail:jialeliu@hotmail.com)

AIM: To observe the effects of ginsenoside Rg1 ofPanaxnotoginsengon brain tissue injury after mouse cerebral ischemia/reperfusion(I/R), and to explore the mechanisms involving nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2)/heme oxygenase 1 (HO-1) signal pathway.METHODSC57BL/6 mice were randomly divided into sham group, cerebral I/R group, ginsenoside Rg1+cerebral I/R group and edaravone+cerebral I/R group. Ginsenoside Rg1 was successively administered for 3 d. One hour after final administration, bilateral common carotid arteries were ligated to induce brain tissue injury for 20 min, and then reperfusion for 24 h. Edaravone, a drug for anti-oxidative stress injury in the treatment of ischemic cerebro-vascular disease, was used as a positive control. The brain tissues were obtained to determine the neural cellular pathology in hippocampal CA1 region. The mRNA expression of Nrf2 and HO-1 was detected by RT-PCR. The protein levels of Nrf2 in the nucleus and cytoplasm and HO-1 in the whole cells in the brain tissues were measured by Western blotting.RESULTSAfter ischemia/reperfusion for 24 h, the pathological injury in the neural cells was obvious, and the cell survival rate decreased. Ginsenoside Rg1 and edaravone attenuated the neural cell injury, and significantly increased the cell survival rate. After ischemia/reperfusion for 24 h, the mRNA expression of Nrf2 and HO-1 significantly increased in the brain tissues. The protein levels of Nrf2 in the nucleus and cytoplasm in the brain tissues were increased, the nuclear translocaition rate and the protein expression of HO-1 also increased. Ginsenoside Rg1 and edaravone both decreased the protein levels of Nrf2 in the cytoplasm of the brain tissues, increased that in the nucleus, and also increased Nrf2 nuclear translocation rate and the protein expression of HO-1. The effect of edaravone was higher than that of ginsenoside Rg1, but they had no significant effect on the mRNA expression of Nrf2 in the brain tissues.CONCLUSIONGinsenoside Rg1 has the effect of anti-brain tissue injury on cerebral ischemia/reperfusion. The mechanisms may be related to activating the Nrf2/HO-1 signal pathway, promoting Nrf2 synthesis and nuclear translocation, thus promoting the expression of downstream antioxidant protein HO-1.

Brain ischemia; Reperfusion injury; Ginsenoside Rg1; Oxidative stress; Nuclear factor E2-related factor 2; Heme oxygenase 1

R285.5

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2013.11.027

1000- 4718(2013)11- 2066- 06

2013- 06- 18

2013- 09- 09

國家自然科學(xué)基金資助項目(No. 81102557)；教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項科研基金資助項目(No. 20104323110001)；湖南省高校創(chuàng)新平臺開放基金資助項目(No. 11K050)；湖南省中醫(yī)藥管理局重點(diǎn)項目(No.201301)；湖南省教育廳項目(No. 11C0963)；湖南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊支持計劃項目

△通訊作者Tel: 0731-88458201; E-mail: jialeliu@hotmail.com