胡懷強(qiáng),周永紅,王樹才,曹秉振
(1.中國(guó)人民解放軍濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,濟(jì)南 250031;2.青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院,青島 266071)
腦梗死后神經(jīng)功能重塑的因素十分復(fù)雜,包括促進(jìn)因素和抑制因素,能否有效解除抑制效應(yīng)是中樞神經(jīng)再生的關(guān)鍵[1]。Rho/ROCK信號(hào)通路在傳導(dǎo)髓磷脂相關(guān)抑制因子引起肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架重組、生長(zhǎng)錐塌陷及抑制神經(jīng)突起延伸過程中起著關(guān)鍵作用,已成為神經(jīng)損傷發(fā)生的重要病理機(jī)制[2]。研究表明[3],滋補(bǔ)肝腎復(fù)方可以誘導(dǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有利的微環(huán)境促進(jìn)神經(jīng)再生,并顯著抑制Nogo-A表達(dá),促進(jìn)腦梗死后的神經(jīng)發(fā)生。本研究首次通過給予滋補(bǔ)肝腎復(fù)方,觀察局灶性腦缺血模型大鼠梗死周圍腦組織中Rho/ROCK信號(hào)通路的關(guān)鍵因子肌球蛋白輕鏈磷酸酶(MLCP)的變化,探討滋補(bǔ)肝腎復(fù)方在腦梗死后神經(jīng)再生、功能重塑中的作用機(jī)制。
1.1 動(dòng)物和分組 成年無(wú)特定病原體(SPF)級(jí)雄性SD大鼠60只,體質(zhì)量250~300 g,由山東大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可號(hào):SCXK(魯)20090001(山東省科學(xué)技術(shù)廳),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量合格證號(hào):魯動(dòng)質(zhì)號(hào)0005215(山東省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理委員會(huì)),檢疫后備用,自由攝食進(jìn)水。顆粒大鼠飼料,由濟(jì)南康大飼料與山東省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心聯(lián)合生產(chǎn),許可證號(hào):魯飼準(zhǔn)字364號(hào)。實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)物飼養(yǎng)及取材均遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理和保護(hù)的有關(guān)規(guī)定。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物購(gòu)買后,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)預(yù)適應(yīng)飼養(yǎng)1周,1周后按隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為:正常對(duì)照組、假手術(shù)組、模型組和藥物組共4個(gè)大組,正常對(duì)照組、假手術(shù)組各10只,模型組和藥物組各20只。
1.2 藥物與試劑 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方,主要藥物為何首烏、草決明、桑寄生、海馬、淫羊藿等,由山東魯信藥業(yè)有限公司生產(chǎn),批號(hào):2011040101,并按照成人劑量的20倍[9 g/(kg·d)]將其制成水溶液,濃度為0.9 g/mL(即10 mL/kg),置于4℃冰箱中備用。兔抗大鼠MLCP多克隆抗體,由Sigma-Aldrich公司提供。
1.3 大腦中動(dòng)脈阻塞(MCAO)模型的制備 在Longa EZ等[4]報(bào)道的方法基礎(chǔ)上改良后行MCAO術(shù)制作局灶性腦缺血模型。MCAO模型成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)采用Longa EZ評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[4]:0分,無(wú)神經(jīng)缺損表現(xiàn);1分,對(duì)側(cè)前爪不能充分伸展;2分,向外側(cè)轉(zhuǎn)圈;3分,行走時(shí)向?qū)?cè)傾倒;4分,不能行走,意識(shí)喪失。動(dòng)物清醒后進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分,1~3分者為納入標(biāo)準(zhǔn),0分和4分者剔除。
1.4 給藥方法 于造模成功24 h后給藥,藥物組灌胃給予滋補(bǔ)肝腎復(fù)方水溶液10 mL/kg,余各對(duì)照組分別灌胃給予10 mL/kg的蒸餾水,每日1次,并于取材當(dāng)天停藥。固體飼料和水自由攝取。
1.5 標(biāo)本制備 在取材的各時(shí)間點(diǎn),3.5%水合氯醛腹腔注射麻醉后,4%多聚甲醛磷酸鹽緩沖液(PBS)灌注固定取腦,然后將其浸于4%多聚甲醛中后固定。常規(guī)脫水浸蠟包埋,于正中隆起水平在切片機(jī)上行4 μm連續(xù)冠狀切片。
1.6 腦梗死體積測(cè)定及比較 每組大鼠于造模1周神經(jīng)功能缺損評(píng)分后迅速斷頭取腦,放入預(yù)冷的生理鹽水中,并在-20℃冰箱放置10 min,使腦微硬,去掉嗅球、小腦和低位腦干,剩下的部分沿視交叉從前至后立即冠狀切成5片,經(jīng)2%氯化三苯基四氮哇(TTC)37℃染色30 min后,用10%的甲醛緩沖液固定過夜。HPIAS-1000高清晰度彩色病理圖文報(bào)告分析系統(tǒng)測(cè)量各層梗死灶面積并儲(chǔ)存,計(jì)算體積。計(jì)算公式V=∑[(S1+S2)÷2×h](V:總?cè)莘e;S1,S2:每一切片上下兩面病灶面積;h:層面厚度)[5],以梗死灶體積占全腦體積的百分率進(jìn)行分析。
1.7 免疫組織化學(xué)染色 切片常規(guī)脫蠟至水。30%雙氧水(H2O2)1份+蒸餾水10份混合,室溫10 min以滅活內(nèi)源性酶,蒸餾水洗3次。熱修復(fù)抗原:將切片浸入0.01 mol/L枸櫞酸鹽緩沖液(pH 6.0),電爐加熱至沸騰后斷電,間隔10 min后,反復(fù)1次,自然冷卻后用PBS(pH 7.2~7.6)洗滌2次;滴加5%牛血清白蛋白(BSA)封閉液,室溫20 min,甩去多余液體,不洗;滴加兔抗大鼠MLCP多克隆抗體(1∶80),4 ℃過夜,PBS(pH 7.2~7.6)洗2 min,3 次;滴加生物素化山羊抗兔IgG,37℃20min。PBS(pH 7.2~7.6)洗2 min,3 次;滴加試劑 SABC,37 ℃ 20 min,PBS(pH 7.2~7.6)洗5 min,4 次;二氨基聯(lián)苯胺(DAB)顯色:使用DAB顯色試劑盒,室溫顯色,鏡下控制反應(yīng)時(shí)間,蒸餾水洗滌;脫水,透明,封片,顯微鏡觀察。免疫組織化學(xué)染色陰性對(duì)照用生物素化山羊抗兔IgG代替一抗,其余步驟同上,以檢查ROCK2免疫反應(yīng)的特異性。
1.8 圖像分析 免疫組織化學(xué)染色方法檢測(cè)切片在統(tǒng)一放大倍數(shù)下,隨機(jī)選10個(gè)視野,運(yùn)用HPIAS-1000高清晰度彩色病理圖文報(bào)告分析系統(tǒng)進(jìn)行分析,記錄平均陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)用SAS8.1版統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠神經(jīng)功能的影響 根據(jù)Longa EZ評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)治療后各組MCAO大鼠的神經(jīng)功能進(jìn)行了評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。
表1 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠神經(jīng)功能的影響(±s)Tab.1 Effect of compound prescription of nourishing liver and kidney on the the neural function of the MCAO rats(±s) 分
表1 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠神經(jīng)功能的影響(±s)Tab.1 Effect of compound prescription of nourishing liver and kidney on the the neural function of the MCAO rats(±s) 分
注:與正常對(duì)照組比較,▲t=5.80,P<0.01;治療后與模型組比較,△t=5.42,P<0.01。
組別 n Longa EI評(píng)分正常對(duì)照組 5 0.00±0.00假手術(shù)組 5 0.00±0.00模型組 7 2.71±0.49藥物組 7 1.29±0.49▲△
應(yīng)用Longa EZ評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)治療1周后的各組大鼠進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分,藥物組的神經(jīng)功能評(píng)分較較模型組降低,差異有顯著性意義,表明滋補(bǔ)肝腎復(fù)方可有效改善MCAO大鼠的神經(jīng)功能缺損癥狀。
2.2 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠腦梗死體積的影響 通過TTC染色觀察了滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)各組MCAO大鼠的腦梗死體積的影響,結(jié)果見表2。
表2 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠腦梗死體積的影響(s)Tab.2 Effect of compound prescription of nourishing liver and kidney on the brain infarct volume of the MCAO rats(±s)%
表2 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠腦梗死體積的影響(s)Tab.2 Effect of compound prescription of nourishing liver and kidney on the brain infarct volume of the MCAO rats(±s)%
注:與正常對(duì)照組比較,▲t=20.81,P<0.05;與模型組比較:△t=7.43,P<0.01。
組別 n 梗死體積正常對(duì)照組 5 0.00±0.00假手術(shù)組 5 0.00±0.00模型組 7 23.16±2.14藥物組 7 15.57±1.65▲△
TTC是一種水溶性鹽類物質(zhì),它可以與活細(xì)胞線粒體脫氫酶反應(yīng)生成深紅色脂溶性物質(zhì),死亡細(xì)胞由于線粒體內(nèi)脫氫酶失活而不顯色。即正常組織染成均勻的玫瑰紅色,而梗死灶呈白色。正常對(duì)照組及假手術(shù)組腦組織呈均勻紫紅色,沒有梗死灶。模型組腦切片上左側(cè)大腦半球有大面積蒼白梗死區(qū),而藥物組平均梗死體積測(cè)定值明顯低于模型組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),說明滋補(bǔ)肝腎復(fù)方可明顯減小血管閉塞后腦組織的梗死體積。
2.3 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠MLCP的影響 采用免疫組織化學(xué)方法觀察MCAO大鼠梗死腦組織周圍MLCP表達(dá),結(jié)果見表3及圖1-4。
表3 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠腦組織MLCP表達(dá)的影響(±s)Tab.3 Effect of compound prescription of nourishing liver and kidney on the expression of MLCP in brain tissue in rats with MCAO(±s)
表3 滋補(bǔ)肝腎復(fù)方對(duì)MCAO大鼠腦組織MLCP表達(dá)的影響(±s)Tab.3 Effect of compound prescription of nourishing liver and kidney on the expression of MLCP in brain tissue in rats with MCAO(±s)
注:與正常對(duì)照組比較,*P<0.05;與模型組比較,P<0.01。
組別 n 吸光度(A)正常對(duì)照組 5 5.01±0.85假手術(shù)組 5 5.16±2.08模型組 7 17.91±2.82藥物組 7 10.20±4.77*△
圖1 正常對(duì)照組(10×40)Fig.1 Normal control(10×40)
圖2 假手術(shù)組(10×40)Fig.2 Sham operation group(10×40)
圖3 模型組(10×40)Fig.3 Model group(10×40)
圖4 藥物組(10×40)Fig.4 Treatment group(10×40)
結(jié)果顯示,腦梗死后1周時(shí)正常對(duì)照組和假手術(shù)組大鼠腦內(nèi)的MLCP呈低表達(dá)狀態(tài),兩者之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。大鼠腦梗死后腦內(nèi)的MLCP表達(dá)增高,與正常對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),說明腦梗死后神經(jīng)再生抑制相關(guān)因子開始表達(dá)。藥物組與模型組比較顯示,藥物組大鼠腦組織中MLCP表達(dá)雖然較正常對(duì)照組增多,但較模型組明顯減少,兩者之間有差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),說明滋補(bǔ)肝腎復(fù)方可抑制MLCP在腦梗死后的表達(dá)。
近年來研究表明抑制因素在神經(jīng)再生過程中扮演著更為重要的角色,迄今中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂相關(guān)的3種主要軸突再生抑制因子已被鑒定,包括Nogo、MAG、OMgp[5]。大量文獻(xiàn)資料表明這3種髓磷脂相關(guān)抑制因子完全依賴與NgR/P75NTR/Lingo-1膜受體復(fù)合物結(jié)合激活Rho/ROCK信號(hào)通路[6-7]。Rho/ROCK信號(hào)通路被稱為肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)器,也是細(xì)胞形態(tài)異質(zhì)性的調(diào)節(jié)器[8]。激活后的Rho/ROCK可以影響許多生物學(xué)行為,包括細(xì)胞骨架的組裝、轉(zhuǎn)錄因子的激活、細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)等,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中參與調(diào)節(jié)突觸可塑性。研究發(fā)現(xiàn),在神經(jīng)發(fā)育過程中,Rho/ROCK信號(hào)通路參與生長(zhǎng)錐的塌陷、抑制軸突發(fā)展和短期包繞細(xì)胞體等[9]。Rho/ROCK通路參與從軸突生長(zhǎng)抑制因子到生長(zhǎng)錐的肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架信號(hào)換能過程[10]。因此,Rho/ROCK信號(hào)通路在傳導(dǎo)髓磷脂相關(guān)抑制因子引起肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架重組、生長(zhǎng)錐塌陷及抑制神經(jīng)突起延伸過程中起著關(guān)鍵作用,已成為神經(jīng)損傷發(fā)生的重要病理機(jī)制[11]。由此可見,阻斷Rho/ROCK信號(hào)通路可促進(jìn)軸突再生及神經(jīng)功能恢復(fù)[12]。
MLCP是一種肌球蛋白限制的特異性去磷酸化Thr-18、Ser-19的磷酸酶,由38 kU催化亞單位(protein phosphatase 1c)、110~130 kU 調(diào)節(jié)亞單位(MBS或MYPT 1)和20 kU肌動(dòng)蛋白結(jié)合亞單位組成。其調(diào)節(jié)亞單位MYPT 1接受Rho/ROCK的活化信號(hào)發(fā)生磷酸化修飾,導(dǎo)致MLCP失活[13],從而失去對(duì)已磷酸化肌球蛋白的脫磷酸作用,使得胞漿內(nèi)磷酸化肌球蛋白輕鏈(MLC)水平增高,肌動(dòng)—肌球蛋白交聯(lián)增加,從而影響肌動(dòng)蛋白聚集和解聚過程,促進(jìn)肌動(dòng)蛋白微絲骨架的收縮與聚合,最終導(dǎo)致生長(zhǎng)錐塌陷、回縮,軸突生長(zhǎng)停止[14-15]。Rho激酶抑制劑可顯著降低移植細(xì)胞凋亡、增加細(xì)胞繁殖能力、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生[16]。
中醫(yī)認(rèn)為,腦梗死的主要病機(jī)是機(jī)體在各種病理因素作用下,機(jī)體陰陽(yáng)失調(diào),肝腎陰精受損,風(fēng)火痰氣血等病理產(chǎn)物旋而變生,在各種誘因作用下引發(fā)而致。其病機(jī)關(guān)鍵為肝腎陰虛,肝腎陰虛成于中風(fēng)之先,是腦梗死發(fā)病的根本。中醫(yī)腦髓與中樞神經(jīng)在解剖上具有同源性,肝腎與腦髓密切相關(guān)性,滋補(bǔ)肝腎使腎精充足,腦髓得養(yǎng),神機(jī)得復(fù),對(duì)維持腦內(nèi)神經(jīng)元的相對(duì)恒定,抗損傷修復(fù)機(jī)制中占主導(dǎo)地位,因此滋補(bǔ)肝腎是促進(jìn)中樞神經(jīng)再生的重要方法[17]。滋補(bǔ)肝腎復(fù)方是山東省名中醫(yī)藥專家王新陸教授所創(chuàng),是臨床治療腦梗死的有效方劑,由何首烏、桑寄生、草決明、海馬、淫羊藿組成,此方針對(duì)腦梗死“肝腎陰虛為本”的病機(jī)特點(diǎn)而設(shè),旨在滋補(bǔ)肝腎。方中諸藥合用,一則靶向明確,二則燮理陰陽(yáng),三則肝腎并補(bǔ),四則峻緩適宜,并具有補(bǔ)中寓行,寓調(diào)于補(bǔ),調(diào)補(bǔ)結(jié)合,滋而不膩的特點(diǎn)。研究結(jié)果表明,藥物組大鼠腦組織中MLCP表達(dá)雖然較正常對(duì)照組增多,但較模型組明顯減少,說明滋補(bǔ)肝腎復(fù)方可抑制MLCP在腦梗死后的表達(dá)。表明滋補(bǔ)肝腎復(fù)方可通過抑制神經(jīng)生長(zhǎng)負(fù)性調(diào)控因子的表達(dá),而對(duì)腦梗死后的神經(jīng)發(fā)生過程有促進(jìn)作用。
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