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    丁苯酞對Wistar大鼠血管性癡呆模型中海馬區(qū)OX-42的影響

    2016-11-30 03:40:36高小平
    關(guān)鍵詞:丁苯血管性陽性細(xì)胞

    姚 娟,高小平

    (1.湖南省婦幼保健院特檢科,長沙 410008;2.湖南省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,長沙 410002)

    丁苯酞對Wistar大鼠血管性癡呆模型中海馬區(qū)OX-42的影響

    姚 娟1,高小平2

    (1.湖南省婦幼保健院特檢科,長沙 410008;2.湖南省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,長沙 410002)

    目的:通過檢測Wistar大鼠血管性癡呆模型中小膠質(zhì)細(xì)胞表面補(bǔ)體III型受體OX-42在腦海馬組織中的動態(tài)變化,探討丁苯酞在血管性癡呆中的作用。方法:雙側(cè)頸總動脈永久結(jié)扎術(shù)(2-VO)建立Wistar大鼠血管性癡呆模型。設(shè)立正常對照組、假手術(shù)組、VD模型組、藥物干預(yù)組。水迷宮試驗對大鼠進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶成績測試。應(yīng)用免疫組織化學(xué)法方法檢測OX-42的表達(dá)。結(jié)果:模型組大鼠學(xué)習(xí)和記憶成績下降,海馬區(qū)OX-42的表達(dá)較正常對照組、假手術(shù)組均明顯增加;藥物干預(yù)組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力明顯改善,海馬區(qū)OX-42的表達(dá)下降,與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論:慢性腦缺血血管性癡呆大鼠海馬區(qū)OX-42表達(dá)升高;丁苯酞可能通過抑制了血管性癡呆大鼠海馬區(qū)OX-42的表達(dá),從而改善大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

    血管性癡呆;OX-42;丁苯酞;Wistar大鼠

    血管性癡呆(vascular dementia,VD)是因各種原因?qū)е碌哪X缺血缺氧性損害而引起的以認(rèn)知功能障礙為主的一組臨床綜合征,而慢性腦缺血是血管性癡呆形成和發(fā)展的重要前提。近年來,越來越多的學(xué)者開始認(rèn)為炎癥反應(yīng)對腦缺血后繼發(fā)神經(jīng)損傷、對血管性癡呆的發(fā)生發(fā)展起了重要作用[1]。海馬對慢性腦缺血缺氧最為敏感,海馬神經(jīng)元受損可能是認(rèn)知功能障礙的病理基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)[2],慢性腦缺血后神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的活動異?;钴S,對學(xué)習(xí)記憶有很大影響。小膠質(zhì)細(xì)胞(microglial cell,MG)在腦缺血后數(shù)小時內(nèi)即可被激活,24h達(dá)到高峰,同時,MG的活化程度與慢性腦灌注不足所致腦損害的嚴(yán)重性是相平行的[3]。OX-42是小膠質(zhì)細(xì)胞表面補(bǔ)體III型受體,激活小膠質(zhì)細(xì)胞可導(dǎo)致OX-42的顯著增加[4]。丁基苯酞(丁苯酞,3-n-butylphathlide,NBP)是我國自主開發(fā)的一類抗腦缺血藥物,對急性缺血性腦卒中有明顯療效[5]。然而大量臨床及動物研究表明[6-8],丁苯酞具有改善微循環(huán)和腦血流、抑制血小板聚集、減少氧化損傷、抗缺血后炎癥反應(yīng)、改善腦組織能量代謝、

    抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡等多種作用。因此推測其在血管性癡呆中可能具有抗炎癥反應(yīng)作用,其對OX-42表達(dá)的影響國內(nèi)外尚未見有文獻(xiàn)報道。本實驗以O(shè)X-42為指標(biāo),研究它在不同時期海馬組織中的表達(dá);探討丁苯酞對OX-42表達(dá)的影響,從而為臨床血管性癡呆的防治尋找新的思路及理論依據(jù)。

    1 資料與方法

    1.1 實驗動物 健康雄性wistar大鼠88只,體重約250~300g,12~14周齡,由湖南省人民醫(yī)院動物實驗室提供。

    1.2 主要藥品和試劑 OX-42小鼠抗大鼠單克隆抗體(sc-53086);丁苯酞原液。

    1.3 動物分組和模型的制作 Wistar大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后隨機(jī)分為4組:正常組8只、假手術(shù)組16只、VD模型組32只、藥物干預(yù)組32只,其中每組又隨機(jī)分為4個亞組:3天組、1周組、2周組、4周組,VD模型組和藥物干預(yù)組各亞組每組8只。采用改良的雙側(cè)頸總動脈永久結(jié)扎術(shù)制作VD模型:正常組不予手術(shù);假手術(shù)組僅作頸部皮膚切開,暴露雙側(cè)頸總動脈即可,不結(jié)扎;其他各組均行雙側(cè)頸總動脈永久結(jié)扎術(shù)(2-VO)。藥物干預(yù)組予灌胃給藥,將丁苯酞原液(98.9%)預(yù)先在藥用植物油中稀釋,按6mg/kg每天灌胃兩次,于術(shù)后第2天即開始給藥;VD模型組和正常組、假手術(shù)組大鼠灌飼等體積的藥用植物油。

    1.4 大鼠學(xué)習(xí)和記憶成績測試 正常組、假手術(shù)組、VD模型組、藥物干預(yù)組的4周組大鼠均在手術(shù)后第24天進(jìn)行水迷宮試驗,測試大鼠學(xué)習(xí)記憶成績;根據(jù)Morris水迷宮原理,自制簡易水迷宮。任意將水池分為4個象限。在任意一個象限內(nèi)置1個直徑為10cm,高15cm平臺,使平臺潛在水下約2cm,并在水中放入大量泡沫屑,使平臺隱蔽。試驗中環(huán)境保持不變,試驗時使水溫保持在25±2℃。將三角形、四方形、圓形等參照線索貼在水池周圍固定的位置,使大鼠用來定位平臺。試驗包括①適應(yīng)性訓(xùn)練:試驗前一天讓動物在無平臺的水中適應(yīng)性游泳2min。②定位航行試驗:歷時4天,每日3次,隨機(jī)從之前劃分的4個不同象限將大鼠面向池壁放入水中;倒計時120s,計算大鼠從入水到找到平臺并爬上站穩(wěn)的時間,即逃避潛伏期(Escape latency EL),站穩(wěn)后必須停留10s;如果大鼠在120s內(nèi)沒有找到平臺,我們則用手將大鼠牽引到平臺上,讓大鼠停留10s,再放回籠中,此情況成績則計為120s;將EL作為大鼠的學(xué)習(xí)成績,每天3次潛伏期的算術(shù)均值作為這一天的成績進(jìn)行統(tǒng)計分析。③空間探索試驗:所有大鼠在定位航行試驗全部完成后的第2天,任意選一個相同的入水點將大鼠放入池中,測定其120s內(nèi)跨越平臺的次數(shù),此作為大鼠的記憶成績。

    1.5 標(biāo)本的留取 3天組、1周組、2周組大鼠及4周組大鼠水迷宮實驗完成后分別斷頭取腦。先用10%水合氯醛,劑量為0.3mL/100g,進(jìn)行腹腔麻醉;迅速打開胸腔,暴露心臟;將9號穿刺針經(jīng)左心室行主動脈插管,剪開右心耳,灌注生理鹽水,至右心房流出的沖洗液轉(zhuǎn)清后換4%多聚甲醛快速灌注。當(dāng)頸部及前肢僵硬后開始斷頭取腦。取海馬區(qū)腦組織放入4%多聚甲醛固定液浸泡固定24 h后,乙醇梯度脫水,常規(guī)石蠟包埋,制成4微米連續(xù)冠狀切片。

    1.6 觀察指標(biāo) 石蠟切片使用圖像分析軟件(Image-Pro Plus6.0 software)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量,在高倍鏡下(×400)隨機(jī)選取3個視野,測定每個視野的陽性反應(yīng)面積百分比(陽性反應(yīng)面積/視野面積×100%),取平均值表示陽性染色強(qiáng)度。所有測量均在相同的條件下進(jìn)行。

    1.7 統(tǒng)計學(xué)處理 所有實驗數(shù)據(jù)輸入SPSS13.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行統(tǒng)計分析,數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

    2 結(jié)果

    2.1 大鼠學(xué)習(xí)和記憶成績測定結(jié)果 造模后第24天將4周組大鼠行Morris水迷宮實驗,歷時5天,將前4天測得的逃避潛伏期作為大鼠的學(xué)習(xí)成績,將第5天測得的大鼠穿越平臺的次數(shù)作為記憶成績,穿越次數(shù)越多表示記憶功能越好。與正常組及假手術(shù)組比較,VD模型組和藥物干預(yù)組的逃避潛伏期明顯延長,穿越平臺的次數(shù)明顯減少(P<0.05);與VD模型組比較,藥物干預(yù)組的逃避潛伏期縮短,穿越平臺的次數(shù)增多,兩者之間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

    表1 4組大鼠水迷宮實驗數(shù)據(jù)

    2.2 OX-42免疫組化檢測結(jié)果 正常組(圖1 A)和假手術(shù)組(圖1 B)海馬區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞活化數(shù)量少,僅見少量OX-42陽性細(xì)胞表達(dá),胞體較小,分支少,染色較淺。

    圖1 正常組和假手術(shù)組OX-42免疫組化檢測結(jié)果

    VD模型3天組(圖A)OX-42陽性細(xì)胞表達(dá)開始增加;1周組(圖B)海馬區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量明顯增多,胞體肥大,呈圓形,呈阿米巴狀或多分支狀,胞漿呈棕黃色深染,較3天組陽性細(xì)胞面積比明顯升高并達(dá)到高峰,2周組(圖C)、4周組(圖D)陽性細(xì)胞數(shù)逐漸減少;圖a-d分別是各時間點的藥物干預(yù)組,其陽性細(xì)胞表達(dá)較VD模型組均有減少。

    圖2 VD模型3天組、1周組、2周組OX-42免疫組化檢測結(jié)果(DAB染色10×40)

    2.3 各組大鼠海馬組織中OX-42陽性細(xì)胞面積百分比比較 OX-42為小膠質(zhì)細(xì)胞表面補(bǔ)體III型受體,大多在活化的小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá),為細(xì)胞膜或細(xì)胞漿染色,以出現(xiàn)棕褐/黃色染色為陽性信號。正常組和假手術(shù)組海馬區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞活化數(shù)量少,僅見少量OX-42陽性細(xì)胞表達(dá),胞體較小,分支少,染色較淺,通過計算陽性細(xì)胞面積百分比,正常組和假手術(shù)組之間沒有顯著性差異(P>0.05);在VD模型3天組中OX-42陽性細(xì)胞表達(dá)開始增加,1周組較3天組陽性細(xì)胞面積比明顯升高并達(dá)到高峰,與正常組及假手術(shù)組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),與3天組比較,差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);2周組OX-42陽性細(xì)胞較1周組有所減少,4周組陽性細(xì)胞數(shù)較2周組也有明顯減少,與正常組及假手術(shù)組陽性細(xì)胞面積比的比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),與3天組、1周比較,差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。藥物干預(yù)組各個時間點的陽性細(xì)胞表達(dá)均比VD模型組的下降,并且下降的趨勢與峰值時間點均與VD模型組相似,各組小膠質(zhì)細(xì)胞的上述改變明顯減輕,與正常組及假手術(shù)組比較,陽性細(xì)胞面積比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與VD模型組的各個相同時間點的陽性細(xì)胞面積比比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

    表2 各組大鼠海馬組織中OX-42陽性細(xì)胞面積百分比

    3 討論

    丁基苯酞(丁苯酞,3-n-butylphathlide,NBP)又名芹菜甲素,是從芹菜種籽中分離出的有效成分,是我國自主開發(fā)的一類抗腦缺血藥物,具有改善微循環(huán)和腦血流、抑制血小板聚集、減少氧化損傷、抗缺血后炎癥反應(yīng)、改善腦組織能量代謝、抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡等多種作用。

    小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最小的一種膠質(zhì)細(xì)胞,約占全部膠質(zhì)細(xì)胞的5%,一般處于靜止或休眠狀態(tài)[9,10]。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的免疫活性細(xì)胞,被視為“大腦中的清道夫”[4]。在一些病理改變?nèi)绺腥?、損傷、缺血和炎癥的作用下可被迅速激活[11]?;罨男∧z質(zhì)細(xì)胞呈阿米巴樣形態(tài)的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)這些細(xì)胞遷徙

    到損傷區(qū)域。OX-42是其表面補(bǔ)體III型受體,為活化的小膠質(zhì)細(xì)胞的特異性標(biāo)記。

    作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理事件的傳感器,小膠質(zhì)細(xì)胞的活化是在損傷的早期階段。其在腦缺血后數(shù)小時內(nèi)即可被激活,24h達(dá)到高峰,刺激活化后,其抗原性增強(qiáng),形態(tài)伸展呈阿米巴樣,發(fā)揮吞噬作用。小膠質(zhì)細(xì)胞激活后,能釋放和激活細(xì)胞毒性產(chǎn)物,如活性氧、氮、促炎癥因子、蛋白酶等,從而啟動炎癥反應(yīng)和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。慢性腦缺血時,可通過以下途徑啟動炎癥級聯(lián)反應(yīng):①慢性腦缺血時缺血腦組織(小膠質(zhì)細(xì)胞、星型膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元等)中存在的Toll樣受體可與內(nèi)源性配體(損傷、壞死的細(xì)胞產(chǎn)生的熱休克蛋白、胞外基質(zhì)降解產(chǎn)物、神經(jīng)介質(zhì)、細(xì)胞因子、DNA和RNA等物質(zhì))相結(jié)合,受體-配體結(jié)合后通過細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路使轉(zhuǎn)錄因子NF-κB從細(xì)胞質(zhì)迅速轉(zhuǎn)入核內(nèi),從而調(diào)節(jié)下游炎癥基因(TNF-α、IL-1β等)的表達(dá),激活炎癥細(xì)胞,引起正反饋式的炎癥級聯(lián)反應(yīng),加重慢性腦缺血神經(jīng)元的損傷[13,14];②慢性腦缺血后,由于內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子上調(diào),促使炎癥細(xì)胞的浸潤(先中性粒細(xì)胞浸潤,進(jìn)而巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞),同時大腦中定植的小膠質(zhì)細(xì)胞與星型膠質(zhì)細(xì)胞等因能量障礙等各種因素被過度激活,引起促炎癥因子(TNF-α、IL-1β、IL-8等)及神經(jīng)毒素(NO、活性氧等)的釋放,從而引起神經(jīng)元的損害[15,16]。研究認(rèn)為[17],小膠質(zhì)細(xì)胞激活、增殖后通過自分泌或旁分泌方式產(chǎn)生神經(jīng)毒物/炎癥介質(zhì)如白細(xì)胞介素(interleukin,ILs)、干擾素(interferon)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNFs)、NO等;同時,由于缺血所產(chǎn)生的興奮性氨基酸、炎性因子、自由基、NO等,也反饋性加重小膠質(zhì)細(xì)胞活化的效應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致惡性循環(huán)。

    本實驗免疫組化結(jié)果顯示,正常組和假手術(shù)組海馬區(qū)僅見少量OX-42陽性細(xì)胞表達(dá),在VD模型3天組表達(dá)開始升高,隨著時間的延長至1周時OX-42陽性細(xì)胞表達(dá)達(dá)到高峰,之后呈逐漸下降趨勢,提示小膠質(zhì)細(xì)胞的活化不僅在腦缺血的早期發(fā)生反應(yīng),而是貫穿于慢性腦缺血的整個病理過程。同時小膠質(zhì)細(xì)胞能調(diào)節(jié)腦內(nèi)免疫炎癥反應(yīng),它分泌的抗炎物質(zhì)和神經(jīng)保護(hù)物質(zhì)如神經(jīng)營養(yǎng)因子又能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞功能的恢復(fù)[18]。小膠質(zhì)細(xì)胞活化后產(chǎn)生的一系列細(xì)胞因子和神經(jīng)毒性物質(zhì),在慢性腦缺血期能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活性,減少炎癥介質(zhì)過度的釋放,小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血的不同時間起到不同的作用,在慢性腦缺血后數(shù)天甚至數(shù)周有神經(jīng)保護(hù)作用[19],因此OX-42的表達(dá)在慢性腦缺血后期呈逐漸下降趨勢。

    本次實驗用2-VO法建立大鼠血管性癡呆模型,它能減少大鼠1/3的腦血流量,其中對海馬組織缺血影響較大[20],而空間學(xué)習(xí)和記憶主要取決于海馬的完整性,因此能導(dǎo)致漸進(jìn)性的認(rèn)知功能下降。4周組水迷宮實驗結(jié)果顯示丁苯酞藥物干預(yù)組大鼠逃避潛伏期較模型組短,穿越平臺的次數(shù)多,可說明丁苯酞能減小慢性腦缺血所致的學(xué)習(xí)和記憶損害。Suh[21]等研究提出腦血流量的減少,以及慢性腦缺血伴隨的能量代謝障礙可導(dǎo)致選擇性的神經(jīng)損傷,尤其在對缺血敏感的海馬區(qū)。我們從免疫組化的結(jié)果中可發(fā)現(xiàn),丁苯酞藥物干預(yù)組中OX-42的表達(dá)明顯低于VD模型組,說明丁苯酞可能通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活,從而起到腦保護(hù)作用。

    本實驗通過建立大鼠血管性癡呆模型,研究了慢性腦缺血后OX-42的表達(dá)變化及丁苯酞干預(yù)后兩者的表達(dá)情況。通過實驗結(jié)果我們可以看出,丁苯酞抑制了OX-42的表達(dá),提示可能對腦神經(jīng)細(xì)胞有保護(hù)作用。

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    The effect of NBP on the expression of OX-42 of hippocampus in wistar rats with vascular Dementia

    Yao Juan1, Gao Xiao-ping2
    (1. Hunan Provincial Maternal and child health care hospital, Changsha 410008, China; 2. Hunan Provincial People's Hospital, Changsha 410002, China)

    Objective To investigate the dynamic variation of OX-42 in hippocampus tissue after vascular dementia(VD) model in Wistat rats, to explore their effects in vascular dementia. To investigate the effects of Butylphthalide(NBP)on OX-42 after VD model in rats, and clarify the possible mechanism of NBP. Methods The vascular dementia modelin Wistar rats were established bypermanentbilateral commoncarotid arteryocclusion method. Wistar rats were divided into 4 groups: normal group, sham-operated group, VD model groupand NBP treatment group. Then the learning and memory capabilities of rats were tested by Morris water maze. Meanwhile, the expression of OX-42were measured with methods of immunohistochemistry. Results Compared with the normal group and sham-operated group, the abilities of learning and memory apparently decresed in VD model group, and the expression of OX-42 significantly increased in VD model group. Besides, NBP treatment groupsignificantlyimproved learning and memory abilities, and compared with the VD model group, the expression of OX-42 significantlyreduced in NBP treatment group. Conclusion OX-42 expression were significantly increased in hippocampusof chronic cerebral ischemia rats. Butylphthalidemight reduced expression of OX-42, and could improve learning and memory abilities of VD rats.

    vascular dementia; OX-42; butylphthalide; wistar rat

    R743;R96

    A

    1673-016X(2016)05-0133-05

    2016-07-26

    高小平,E-mail:gaoxiaoping1962@126.com

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