Ⅱ型大麻受體激動(dòng)劑JWH133對(duì)大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用

唐中華，王強(qiáng)，封海濤，李晶

（1.四川省樂(lè)山市博愛(ài)醫(yī)院，四川樂(lè)山614000；2.重慶三峽中心醫(yī)院，重慶404000）

Ⅱ型大麻受體激動(dòng)劑JWH133對(duì)大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用

唐中華1，王強(qiáng)2，封海濤2，李晶2

（1.四川省樂(lè)山市博愛(ài)醫(yī)院，四川樂(lè)山614000；2.重慶三峽中心醫(yī)院，重慶404000）

目的探討Ⅱ型大麻受體（CB2）激動(dòng)劑JWH133預(yù)處理對(duì)大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷后作用的機(jī)制。方法將健康成年雄性SD大鼠40只隨機(jī)分為假手術(shù)組、腦缺血-再灌注模型組（模型組）、JWH133給藥組和溶劑對(duì)照組。用改良Zea Longa線栓法建模。Longa評(píng)分法評(píng)價(jià)神經(jīng)功能，TTC染色法測(cè)定缺血側(cè)腦組織及周?chē)逯邪准?xì)胞介素（IL）-6和IL-1 水平，TUNEL免疫熒光染色檢測(cè)大鼠神經(jīng)元凋亡情況。結(jié)果4組試驗(yàn)大鼠均不同程度出現(xiàn)神經(jīng)行為功能異常，但JWH133給藥組大鼠的神經(jīng)行為功能恢復(fù)明顯優(yōu)于其他3組（P＜0.05）。腦切片染色顯示，3個(gè)手術(shù)組大鼠均出現(xiàn)供血區(qū)白色梗死灶，但JWH133給藥組白色梗死灶較模型組和溶劑對(duì)照組縮?。≒＜0.05）。模型組大鼠腦組織及血清中IL-6、IL-1 水平較假手術(shù)組顯著升高，JWH133給藥組治療后2種炎性因子水平均有不同程度降低，與溶劑對(duì)照組對(duì)比均有顯著性差異（P＜0.05）。TUNEL染色顯示，假手術(shù)組幾乎無(wú)凋亡細(xì)胞，模型組及溶劑對(duì)照組凋亡細(xì)胞數(shù)量顯著增加，JWH133給藥組凋亡神經(jīng)細(xì)胞顯著減少。結(jié)論JWH133預(yù)處理通過(guò)抑制腦缺血-再灌注損傷過(guò)程發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，其機(jī)制可能與降低IL-6、IL-1 水平及發(fā)揮抗凋亡作用有關(guān)，尚待進(jìn)一步探討。

Ⅱ型大麻受體激動(dòng)劑；JWH133；腦缺血-再灌注；神經(jīng)保護(hù)作用

大麻是最早被人類(lèi)認(rèn)識(shí)和使用的藥物之一，具有止痛、鎮(zhèn)靜、抗痙攣、抗嘔吐、抗青光眼，以及抗高血壓等多種藥理作用［1］。大麻系統(tǒng)已知有Ⅰ型大麻受體（CB1）和Ⅱ型大麻受體（CB2）2種亞型，均屬于典型G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR），具有7次跨膜蛋白結(jié)構(gòu)域［2］。CB2主要存在于外周免疫系統(tǒng)，激活后具有顯著抗炎作用［3-4］。有研究發(fā)現(xiàn)，腦神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中也有CB2受體表達(dá)且對(duì)腦神經(jīng)元具有保護(hù)作用［5-6］。隨后，JWH133等一系列CB2激動(dòng)劑陸續(xù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。缺血性腦損傷目前是威脅人類(lèi)的第三大致死和致殘病因，大鼠大腦中動(dòng)脈閉塞模型是研究人類(lèi)腦卒中、模擬人腦缺血性損傷的經(jīng)典模型。本試驗(yàn)中擬采用大鼠局灶性腦動(dòng)脈缺血-再灌注損傷模型，觀察CB2激動(dòng)劑JWH133對(duì)腦組織梗死范圍和血清中白細(xì)胞介素（IL）-6、IL-1β水平的影響，通過(guò)檢測(cè)大鼠神經(jīng)元凋亡情況，論證CB2激動(dòng)劑對(duì)腦缺血-再灌注損傷神經(jīng)的保護(hù)作用。

1　資料與方法

1.1動(dòng)物與試藥

1.1.1動(dòng)物

雄性SD大鼠40只，清潔級(jí)，體重250～280 g，由重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，動(dòng)物合格證號(hào)為SCXK（渝）2009-0001。

1.1.2試藥

JWH133（美國(guó)Sigma公司，使用時(shí)先用二甲基亞砜配成母液，再用生理鹽水稀釋成濃度為3.0×10-3mol/L的溶液）；IL-6和IL-1β定量酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）試劑盒（武漢博士德生物工程有限公司）；二甲基亞砜（DMSO，濟(jì)南鴻鑫化工有限公司）；TUNEL試劑盒（德國(guó)Roche公司）；Bcl-2、Bax和Cleaved Caspase-3抗體均購(gòu)自英國(guó)Abcam公司；β-actin抗體（Santa Cruz公司）；氯代三苯基四氮唑（TTC，上?；瘜W(xué)試劑廠）；其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2方法

1.2.1模型建立

采用改良Zea-Longa［4］法制備局灶性腦缺血模型（MCAO）：大鼠腹腔注射4.5%水合氯醛（0.1 mL/kg）麻醉，仰臥位固定，正中切口，鈍性分離皮下肌肉組織，暴露右側(cè)的血管和神經(jīng)。分離右頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、頸外動(dòng)脈。結(jié)扎頸總動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈根部，在頸總動(dòng)脈近分叉處剪一小口，插入自制線栓至頸內(nèi)動(dòng)脈18～22 mm，扎緊并固定插線，縫合皮膚，阻斷血流2 h后輕輕拔線，恢復(fù)缺血半腦血流以實(shí)現(xiàn)再灌注，24 h后斷頭取腦。假手術(shù)組不插線栓，步驟同其他組。大鼠醒后出現(xiàn)左側(cè)肢體癱瘓，站立不穩(wěn)，提尾向一側(cè)轉(zhuǎn)圈為建模成功。

1.2.2分組及給藥

試驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為假手術(shù)組、腦缺血-再灌注模型組（模型組）、JWH133給藥組、溶劑對(duì)照組，各10只。JWH133給藥組予JWH133 3.0 mg/kg手術(shù)前30 min腹腔給藥，假手術(shù)組和腦缺血-再灌注模型組均腹腔注射等量的生理鹽水；溶劑對(duì)照組大鼠腹腔注射0.1 mol/L DMSO。

1.2.3神經(jīng)功能缺損評(píng)分

大鼠清醒后1～2 h采用Longa等的5分制標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分法（5級(jí)4分法）［5］評(píng)價(jià)神經(jīng)功能缺損情況。1級(jí)（0分）：無(wú)神經(jīng)缺損癥狀；2級(jí)（1分）：不能伸展對(duì)側(cè)前爪；3級(jí)（2分）：行走時(shí)向偏癱側(cè)轉(zhuǎn)圈；4級(jí)（3分）：向偏癱側(cè)傾倒；5級(jí)（4分）：不能自發(fā)行走，意識(shí)喪失。2～4級(jí)（1～3分）為成功模型，計(jì)入試驗(yàn)動(dòng)物數(shù)，將造模成功大鼠用于試驗(yàn)。

1.2.4TTC染色計(jì)算梗死體積

腦缺血-再灌注后24 h，快速取腦組織，置-20℃冰箱暫時(shí)冷凍，30 min后置冰盤(pán)上操作。腦半球去除嗅球后，由前向后進(jìn)行冠狀切片，從額極向后間隔2 mm切成5片，2%TTC溶液、37℃避光水浴30 min。用4%的多聚甲醛固定，24 h后拍照。將染色結(jié)果錄入軟件并分別計(jì)算各腦片缺血側(cè)總體積與梗死區(qū)域體積，計(jì)算梗死區(qū)域占大腦半球總體積的百分比。TTC染色由各組隨機(jī)取1只大鼠進(jìn)行腦組織切片。

1.2.5樣品制備

大鼠腦缺血-再灌注24 h后眥內(nèi)取血，用加有肝素的抗凝離心管收集，4℃下，以3 000 r/min的速率離心10 min，取上清液待測(cè)。將取血后的大鼠斷頭取腦，置冰面進(jìn)行后續(xù)操作?？焖偃∮覀?cè)大腦半球額頂葉皮層組織，冷生理鹽水沖洗后再用濾紙盡量吸干殘留水分，稱(chēng)取腦組織600 mg，加入生理鹽水5.4 mL，制備成10%組織勻漿液，離心條件同上。收集上清液，置-20℃保存。

1.2.6腦組織及血清中IL-6和IL-1β水平測(cè)定

采用雙抗體“夾心”ELISA法，嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

1.2.7TUNEL染色

取大鼠缺血半球部分組織制作成切片，將切片進(jìn)行常規(guī)石蠟包埋處理，將取得的大鼠大腦置二甲苯10 min后，置入梯度乙醇洗5 min；10%甲醛溶液固定，再用磷酸鹽緩沖液（PBS）洗滌5 min×3次。加20%正常牛血清室溫放置30 min，將TUNEL反應(yīng)混合液加在切片上，37℃溫育90 min，PBS液洗5 min×3次，3%過(guò)氧化氫甲醇液室溫阻斷10 min，37℃溫育90 min加POD轉(zhuǎn)化劑，37℃溫育30 min。PBS液洗3次后顯色，蘇木素淡染，常規(guī)脫水，透明，中性樹(shù)膠封片，顯微鏡下觀察，在染色陽(yáng)性半球內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)不同視野拍照，通過(guò)200倍顯微鏡對(duì)每個(gè)視野內(nèi)神經(jīng)元計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)每張切片3個(gè)不同視野平均值，對(duì)比并分析4組每張切片神經(jīng)元數(shù)量的差異。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2　結(jié)果

2.1大鼠神經(jīng)功能缺損評(píng)分

假手術(shù)組未出現(xiàn)神經(jīng)功能缺損癥狀，模型組與溶劑對(duì)照組大鼠均不同程度出現(xiàn)神經(jīng)功能缺損，JWH133給藥組大鼠神經(jīng)功能缺損程度明顯低于前兩組（P＜0.05）。詳見(jiàn)表1。

表1　JWH133對(duì)腦缺血-再灌注大鼠神經(jīng)功能行為學(xué)評(píng)分及腦梗死面積的影響（±s，n=10）

表1　JWH133對(duì)腦缺血-再灌注大鼠神經(jīng)功能行為學(xué)評(píng)分及腦梗死面積的影響（±s，n=10）

注：與假手術(shù)組比較， P＜0.05；與溶劑對(duì)照組比較，#P＜0.05。表2同。

組別假手術(shù)組模型組溶劑對(duì)照組J W H 1 3 3給藥組神經(jīng)功能行為學(xué)評(píng)分（分）0 ± 0 2 . 4 0 ± 0 . 8 7 2 . 3 0 ± 0 . 6 8 0 . 8 5 ± 0 . 7 3#腦梗死面積（%）0 ± 0 1 3 . 6 4 ± 0 . 8 1 1 2 . 9 8 ± 0 . 9 2 8 . 5 9 ± 0 . 6 7#

2.2對(duì)腦缺血-再灌注大鼠腦梗死體積的影響

經(jīng)TTC染色可見(jiàn)假手術(shù)組腦片全部染紅；模型組及溶劑對(duì)照組大鼠右側(cè)額葉、頂葉皮質(zhì)及紋狀體出現(xiàn)明顯的白色梗死灶；JWH133給藥組腦缺血-再灌注大鼠的腦梗死體積較前兩組明顯減小（P＜0.01），見(jiàn)圖1。腦梗死面積計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1　4組大鼠腦切片梗死情況（TTC染色）

2.3腦組織和血清中IL-6及IL-1 水平變化

與假手術(shù)組比較，模型組及溶劑對(duì)照組缺血側(cè)腦組織和血清中IL-6及IL-1β水平均顯著升高（P＜0.05）；與上述兩組比較，CB2激動(dòng)劑JWH133給藥組腦組織和血清IL-6及IL-1β水平顯著降低（P＜0.05）。詳見(jiàn)表2。

2.4對(duì)大鼠局灶性神經(jīng)元凋亡的影響

通過(guò)TUNEL染色可檢驗(yàn)局灶性腦損傷后神經(jīng)元凋亡的改變，TUNEL染色陽(yáng)性直觀反映細(xì)胞凋亡水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，假手術(shù)組幾乎無(wú)染色陽(yáng)性細(xì)胞，其余3組均凋亡明顯；模型組及溶劑對(duì)照組TUNEL染色陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯多于JWH133給藥組（P＜0.05，見(jiàn)圖2），CB2激動(dòng)劑JWH133給藥組神經(jīng)元的凋亡數(shù)量下降。

圖2　4組大鼠TUNEL染色神經(jīng)元凋亡情況（TUNEL染色）

3　討論

大鼠MCAO模型的病理生理變化與腦卒中患者的臨床過(guò)程非常相似，這一疾病發(fā)生過(guò)程中神經(jīng)元損傷機(jī)制非常復(fù)雜，包括炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激和線粒體功能紊亂導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡等多方面原因。腦缺血早期首要標(biāo)志性現(xiàn)象是在缺血病灶中央發(fā)生神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，隨著病情的發(fā)生與發(fā)展，缺血半暗帶細(xì)胞凋亡數(shù)量增多，凋亡細(xì)胞散在出現(xiàn)于視前區(qū)和紋狀體，然后擴(kuò)展到大腦皮層。隨著缺血時(shí)間的增加，組織損傷程度越來(lái)越嚴(yán)重，凋亡細(xì)胞的數(shù)量越來(lái)愈多。此外，大量的試驗(yàn)證據(jù)表明，炎性損傷對(duì)腦缺血-再灌注的發(fā)生與發(fā)展起至關(guān)重要的作用，缺血區(qū)IL-1β、IL-6和TNF-α等炎性因子水平明顯升高。

表2　MCAO模型大鼠腦組織和血清的IL-6、IL-1 水平變化比較（±s，n=10）

表2　MCAO模型大鼠腦組織和血清的IL-6、IL-1 水平變化比較（±s，n=10）

組別假手術(shù)組模型組溶劑對(duì)照組J W H 1 3 3給藥組腦組織I L -1 （n g / m g）1 1 . 5 2 ± 0 . 9 3 1 3 . 8 4 ± 1 . 1 6 1 3 . 9 1 ± 1 . 2 8 1 1 . 9 2 ± 0 . 9 6#血清I L -1 （n g / m L）2 . 7 5 ± 0 . 3 0 3 . 3 6 ± 0 . 4 1 3 . 6 8 ± 0 . 3 2 3 . 0 7 ± 0 . 3 8#腦組織I L -6（n g / m g）3 . 0 8 ± 0 . 3 7 5 . 3 5 ± 0 . 5 2 5 . 6 5 ± 0 . 5 6 3 . 4 6 ± 0 . 3 1#血清I L -6（n g / m L）1 . 8 5 ± 0 . 2 1 3 . 7 5 ± 0 . 4 7 3 . 2 8 ± 0 . 3 5 2 . 2 8 ± 0 . 2 4#

JWH133屬選擇性CB2激動(dòng)劑，腦缺血-再灌注損傷后缺血區(qū)域CB2表達(dá)量逐漸升高［7-8］，激活缺血區(qū)域CB2受體發(fā)揮其抗炎作用，可減輕缺血性腦損傷，產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。Rodríguez-Arias等［8］最早研究了外源性大麻配體激活CB2產(chǎn)生抗炎和減輕興奮性毒性作用，腦部CB2主要來(lái)源于星形膠質(zhì)細(xì)胞，非選擇性大麻素激動(dòng)劑在體內(nèi)和體外試驗(yàn)均有效抑制了α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異唑丙酸（AMPA）誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷發(fā)揮抗炎作用，這一保護(hù)作用有刺于CB2的激活。研究發(fā)現(xiàn)，腦缺血最開(kāi)始3 h內(nèi)，缺血區(qū)域mRNA表達(dá)下降，隨后其濃度顯著升高，其間花生四烯酸乙醇胺（AEA）大量釋放，激活CB2減輕炎性反應(yīng)，減少促炎因子的釋放，這一過(guò)程可能意味著大鼠腦部大麻系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的神經(jīng)保護(hù)作用［9］。

在前期的研究基礎(chǔ)上［10-13］，本試驗(yàn)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CB2激動(dòng)劑JWH133可顯著改善術(shù)后大鼠神經(jīng)功能癥狀，抑制IL-1β和IL-6上調(diào)，這一變化可阻斷中性粒細(xì)胞激活，從而降低腦缺血-再灌注后中性粒細(xì)胞在腦組織中的浸潤(rùn)和聚集，抑制局部腦組織炎性反應(yīng)，保護(hù)缺血腦組織，這一結(jié)果與國(guó)外類(lèi)似研究結(jié)果一致［14-15］。

本研究中還發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)性細(xì)胞主要集中在梗死灶周邊半暗帶區(qū)，缺血中心區(qū)僅見(jiàn)少量陽(yáng)性細(xì)胞。缺血半暗帶區(qū)出現(xiàn)TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞，提示細(xì)胞凋亡異常增加是推動(dòng)缺血性腦損傷病情發(fā)生與發(fā)展的重要因素。JWH133給藥組切片的陽(yáng)性細(xì)胞顯著少于溶劑對(duì)照組，這也反映了CB2激動(dòng)劑對(duì)缺血區(qū)域細(xì)胞具有一定抗凋亡作用。

綜上所述，本試驗(yàn)中通過(guò)建立大鼠腦缺血-再灌注模型，證實(shí)大麻CB2激動(dòng)劑JWH133可減輕大鼠神經(jīng)功能損傷，縮小梗死面積，抑制腦炎性因子生成，抗腦細(xì)胞元發(fā)生凋亡，產(chǎn)生顯著神經(jīng)保護(hù)作用。推斷這一機(jī)制與JWH133通過(guò)降低IL-6及IL-1β水平發(fā)揮抗炎作用，減輕缺血性腦損傷或JWH133影響受損區(qū)域及其周邊細(xì)胞凋亡發(fā)揮神經(jīng)元保護(hù)作用有關(guān)，但其實(shí)現(xiàn)過(guò)程尚需進(jìn)一步探究。

大麻系統(tǒng)的研究方興未艾，在多發(fā)性硬化、帕金森綜合征和阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面具有很大潛力，本研究進(jìn)一步佐證了其用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有美好前景［16］。

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Protective Effect of CB2 Agonist JWH133 on Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury in Rats

Tang Zhonghua1，Wang Qiang2，F(xiàn)eng Haitao2，Li Jing2
（1.LeshanFraternity Hospital，Leshan，Sichuan，China614000；2.Chongqing Three Gorges Central Hospital，Chongqing，China404000）

ObjectiveTo investigate the effect of CB2 agonist JWH133 pretreatment on focal cerebral ischemia/reperfusion injury in rats and its underlying mechanism.Methods40 healthy adult male SD rats were randomly divided into 4 groups（n=10）：sham operation group，model group，JWH133 group and solvent control group.The modified ZeaLonga suture method was used to build the models with，theLonga score was used to evaluate the neurological function，the TTC staining methodwas used to determine the content of ischemic brain tissue and peripheral serum IL-6 and IL-1β，and the TUNEL immunofluorescence stain method was used to detect the apoptosis of rat neurons.ResultsThe rats in the four groups all had different degrees of abnormal neurological function.The JWH133 group was significantly better in the neurological recovery than the other 3 groups（P＜0.05）.Brain slice staining showed that all groups had white perforating artery infarct，but the infarctin the JWH133 group was smaller than the model group and control group（P＜0.05）.The levels of IL-6 and IL-1β in serum and brain tissue of rats in the model group were significantly higher than the sham operation group（P＜0.05），and the two inflammatory factors were reduced after treatment of JWH133（P＜0.05）.TUNEL staining showed that there were almost no apoptotic cells in the sham operation group，the number of model group and solvent control group apoptoticcellswassignificantlyincreased，andtheapoptoticneuronsinJWH133interventiongroupweresignificantlydecreased.ConclusionJWH133 preconditioning may play a neuroprotective role in cerebral ischemia-reperfusion injury，and its mechanism may be related to reducing the levels of IL-6，IL-1β，and playing the role of antiapoptosis.The mechanism of the neuroprotective effect of CB2 agonist JWH133 remains to be further explored.

CB2 agonist；JWH133；cerebral ischemia-reperfusion；neuroprotective effect

R965；R971

A

1006-4931（2016）18-0021-04

重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：cstc2014jcyjA10049；第二批重慶市高等學(xué)校青年骨干教師資助計(jì)劃項(xiàng)目（2014）；重慶市社會(huì)民生科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)，項(xiàng)目編號(hào)：cstc2016shmszx130028。

唐中華（1967-），男，碩士研究生，副主任醫(yī)師，主要從事神經(jīng)內(nèi)科學(xué)研究工作，（電子信箱）529433511@qq.com；李晶（1979-），男，博士研究生，副教授，主要從事神經(jīng)藥理學(xué)研究工作，（電話(huà)）023-58103788（電子信箱）mybestdorthy@hotmail.com。

（2016-05-13；

2016-06-22）