陳琰琰,張業(yè)昊,徐立,姚明江,王光蕊,宋文婷*
腦卒中是一類急性腦血管疾病,俗稱“中風(fēng)”,又稱腦血管意外,多由腦部血管突然破裂出血或閉塞而導(dǎo)致血液不能有效灌注腦組織造成,可分為出血性腦卒中和缺血性腦卒中,其中缺血性腦卒中占87%[1]。缺血性腦卒中具有發(fā)病率高、致殘率高、病死率高等特點,會給患者、患者家庭及社會帶來沉重負擔(dān)。腦缺血-再灌注損傷指腦缺血后缺血部位腦組織結(jié)構(gòu)及功能遭受不同程度破壞,但再灌注后部分恢復(fù)血流供應(yīng)的腦組織反而出現(xiàn)更嚴重的功能損傷,并可導(dǎo)致腦組織損傷加重、神經(jīng)元凋亡增多[2]。
通絡(luò)清腦注射粉針由三七總皂苷、黃芩苷、梔子苷組成,其中三七總皂苷的主要功效為活血止血、化瘀通絡(luò),黃芩苷和梔子苷的主要功效為清熱燥濕、瀉火解毒,由于三者配伍能有效清除淤堵在腦絡(luò)中的“熱毒”,因此通絡(luò)清腦注射粉針治療缺血性腦卒中符合中醫(yī)采用清熱解毒通絡(luò)法治療腦缺血的原則。既往研究表明,通絡(luò)清腦注射粉針治療腦缺血損傷的療效確切[3],并可有效減輕星形膠質(zhì)細胞腫脹[4],抑制氨基酸的過量釋放[5]及腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素6(IL-6)的釋放,進而減輕腦缺血-再灌注損傷大鼠腦水腫癥狀[6],但通絡(luò)清腦注射粉針的腦保護作用是否與調(diào)控神經(jīng)元自噬相關(guān),目前尚未見相關(guān)研究報道。本研究旨在探討通絡(luò)清腦注射粉針對腦缺血-再灌注損傷大鼠的腦保護作用及神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白表達的影響,以期從神經(jīng)元自噬角度闡釋通絡(luò)清腦注射粉針可能的腦保護作用機制。
本研究背景:
中醫(yī)辨證理論認為,“中風(fēng)”(缺血性腦卒中)以氣虛血瘀型、毒損腦絡(luò)型多見,其中毒損腦絡(luò)型主要采用清熱解毒通絡(luò)療法。筆者所在課題組前期研究證實,通絡(luò)清腦注射粉針治療大鼠腦缺血具有良好療效,提示清熱解毒通絡(luò)療法在只辨病、不辨證的情況下亦能取得良好療效;鑒于細胞自噬所致神經(jīng)元凋亡是腦缺血后神經(jīng)損傷的重要環(huán)節(jié),因此推測通絡(luò)清腦注射粉針發(fā)揮腦保護作用的機制很可能與抑制細胞自噬有關(guān)。
本研究創(chuàng)新點及價值:
本研究以神經(jīng)元自噬為切入點,通過分析通絡(luò)清腦注射粉針對腦缺血-再灌注損傷大鼠的腦保護作用及神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白表達的影響發(fā)現(xiàn),其發(fā)揮腦保護作用的機制可能與抑制神經(jīng)元過度自噬有關(guān),這不僅為缺血性腦卒中的臨床治療提供了新的理論依據(jù)與可行思路,也在一定程度上豐富了中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中的科學(xué)內(nèi)涵。
1.1 實驗動物 本實驗于2019年1月—2020年3月實施,共選取SPF級、體質(zhì)量為200~220 g的成年雄性SD大鼠36只,均由維通利華(北京)實驗動物技術(shù)有限公司提供,動物合格證號:SCXK(京)2012-0001。
1.2 藥物與試劑 通絡(luò)清腦注射粉針(生產(chǎn)廠家:河北神威藥業(yè),生產(chǎn)批號:111100,規(guī)格:375 mg/支);抗Beclin1抗體(Ab210498)購自美國ABCAM公司;抗自噬微管相關(guān)蛋白1輕鏈3A/3B(LC3A/LC3B)抗體(12741S)、抗磷酸化核因子-κB(p-NF-κB)抗體(3033S)、抗核因子-κB(NF-κB)抗體(8242S)均購自美國CST公司;抗β-actin抗體(AF7012)、電泳緩沖液(HX1896)、轉(zhuǎn)膜液(HX1895)、羊抗兔二抗(HX2040)、羊抗鼠二抗(HX2032)、蛋白酶抑制劑(HX1863)、蛋白磷酸酶抑制劑(HX1864)、強效放射性免疫沉淀法分析(RIPA)裂解液(HX1862)、十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)非還原性蛋白上樣緩沖液(HXN1891)、牛血清白蛋白(Albumin Bovine V)(HX3304)購自華興博創(chuàng)基因技術(shù)有限公司;預(yù)染蛋白(Thermo26620)、電化學(xué)發(fā)光法(ECL)超敏發(fā)光液(Thermo34095)購自美國賽默飛公司。
1.3 儀器與設(shè)備 奧豪斯AR2130型電子天平,感量:1 mg;尼龍栓線(2432-A1)(北京西濃科技有限公司);Synergy 4型酶標儀;多媒體彩色病理圖文分析系統(tǒng)(MPIAS-500);IEC低溫冷凍離心機(美國Thermo公司);電子顯微鏡H-7500(日本日立家電有限公司);轉(zhuǎn)移電泳槽(Mini Trans-Blot Transfer Cell,BIO-RAD公司);垂直板電泳槽(Mini-PROTEAN3 cell,BIO-RAD公司);DYY-10型電泳儀(北京六一儀器廠);TS-1型脫色搖床(江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠);Bio-Rad凝膠成像儀(BIO-RAD公司);Bio-Rad Image LabTM XRS+凝膠圖像分析管理系統(tǒng)(BIO-RAD公司);Image J圖像分析軟件(美國國立衛(wèi)生研究院)。
1.4 動物分組與造模方法 將36只SD大鼠編號后采用隨機數(shù)字表法分為假手術(shù)組、模型組、通絡(luò)清腦組,每組12只。采用線栓法制備大鼠腦缺血-再灌注損傷模型(假手術(shù)組大鼠只進行血管分離、不進行其他操作):(1)采用4.0%水合氯醛(100 mg/kg)經(jīng)腹腔注射進行麻醉,麻醉滿意后使大鼠取仰臥位并固定于恒溫電熱毯上,溫度維持在37 ℃左右;(2)分離右側(cè)頸總動脈、頸內(nèi)動脈及頸外動脈并采用絲線打活結(jié)以結(jié)扎頸外動脈、頸總動脈,使之暫時阻斷,并采用動脈夾夾閉頸內(nèi)動脈遠心端;(3)于頸外動脈做 “V”形切口,插入直徑約為0.24 mm、一端為光滑球形的尼龍線栓,直至有明顯阻力(表明尼龍線栓已到達大腦中動脈起始部),一般插入深度為(20.0±0.5)mm,可造成大鼠大腦中動脈阻塞性缺血;(4)采用0.9%氯化鈉溶液將通絡(luò)清腦注射粉針配制成濃度為18.75 mg/ml的溶液,通絡(luò)清腦組大鼠經(jīng)尾靜脈緩慢推注該通絡(luò)清腦溶液3.2 ml/kg,假手術(shù)組和模型組大鼠經(jīng)尾靜脈緩慢推注等體積0.9%氯化鈉溶液;(5)1.5 h后向外輕拉尼龍線栓,至略有阻力后停止提拉以實現(xiàn)再灌注。
1.5 觀察指標
1.5.1 神經(jīng)功能學(xué)評分 采用單盲法、ZeaLonga評分標準評估三組大鼠建模24 h后神經(jīng)功能:無神經(jīng)損傷癥狀計0分;不能完全伸展腦缺血對側(cè)前肢計1分;出現(xiàn)向腦缺血對側(cè)轉(zhuǎn)圈行為計2分;行走向腦缺血對側(cè)傾倒計3分;不能自發(fā)行走、處于昏迷狀態(tài)計4分。剔除神經(jīng)功能學(xué)評分為0、4分(除外假手術(shù)組)及死亡大鼠,并在后續(xù)實驗中選擇同批次購買的體質(zhì)量接近的大鼠補足實驗動物數(shù)量,維持每組大鼠數(shù)量為12只。
1.5.2 腦梗死體積占比 完成ZeaLonga評分后從每組各選取4只大鼠,麻醉后經(jīng)腹主動脈取血、安樂死后斷頭取腦,采用0.9%氯化鈉溶液涮去表面血污、置于冰上并將其平均切成5個腦片;將腦片置于2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染液中進行染色,37 ℃條件下避光孵育15 min后采用磷酸鹽緩沖液(PBS)終止孵育;將染色(TTC可與活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶反應(yīng)而將非缺血區(qū)染成玫瑰紅色,缺血區(qū)則為蒼白色)后的腦片置于4%甲醛溶液中進行固定,采用多媒體彩色病理圖文分析系統(tǒng)進行拍照、記錄,采用Image J圖像分析軟件進行分析并計算腦梗死體積占比。
1.5.3 海馬區(qū)神經(jīng)元損傷情況 再灌注24 h后從每組各選取4只大鼠并采用HE染色法觀察海馬區(qū)神經(jīng)元損傷情況。HE染色法:經(jīng)腹腔注射4%水合氯醛麻醉大鼠,安樂死后斷頭取腦并置入固定液中固定24 h以使細胞蛋白質(zhì)變性;固定完成后對腦組織進行修剪并將修剪后的腦組織置于包埋盒內(nèi),先采用蒸餾水進行沖洗以去除腦組織中的固定液,再依次行脫水、透明、石蠟包埋、切片;切片先采用二甲苯脫蠟,再采用梯度濃度乙醇復(fù)水、蒸餾水沖洗、蘇木素染液染色15 min;采用自來水洗去切片上的蘇木素染液后以1%鹽酸乙醇分化15 s并置于自來水中浸泡10 min,之后取出切片并置入伊紅染液中染色3 min,再之后采用蒸餾水沖洗3 s并置入梯度濃度乙醇內(nèi)脫水,最后采用二甲苯透明及中性樹膠封片。
1.5.4 海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)自噬體形成情況、海馬區(qū)神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白表達情況 再灌注24 h后從每組各選取4只大鼠并進行安樂死、斷頭取腦,于海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)距缺血中心外側(cè)緣1 mm處取一米粒大小腦組織并置于2.5%戊二醛溶液中固定2 h,采用PBS終止固定后再采用1%鋨酸溶液固定1 h、PBS終止固定;將固定好的腦組織小塊進行丙酮梯度脫水及環(huán)氧樹脂梯度滲透、包埋,并進行超薄切片;采用醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛對切片進行染色并由不知曉實驗設(shè)計的研究人員在透射顯微鏡下觀察細胞超微結(jié)構(gòu)及視野中完整的自噬體。
同時稱取三組大鼠海馬區(qū)腦組織(100±5)mg,采用免疫印跡法(Western-bloting)檢測海馬區(qū)神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白表達情況,具體操作如下:(1)將稱取的海馬區(qū)腦組織分別先置于編有序號的Eppendorf微量離心管(EP)管內(nèi)并加入強效RIPA裂解液1 ml、蛋白酶抑制劑20 μl、蛋白磷酸酶抑制劑10 μl,再置于冰上并進行超聲裂解;(2)裂解充分后置于IEC低溫冷凍離心機并在4 ℃條件下以12 000 r/min(離心半徑84 mm)的速率離心5 min,取上清液;(3)采用bradford法進行蛋白定量,即將蛋白加入5×上樣緩沖液并斡旋混勻、100 ℃水浴加熱3 min使蛋白變性,之后置于-80 ℃冰箱保存或直接進行實驗操作;(4)采用聚丙烯酰胺凝膠將蛋白樣品進行電泳分離并轉(zhuǎn)膜至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上;(5)采用5% Albumin Bovine V封閉液封閉1 h,加入采用5% Albumin Bovine V配置的一抗、β-actin抗體(1∶5 000)、Beclin1抗體(1∶2 000)、LC3A/LC3B抗體(1∶2 000)、p-NF-κB抗體(1∶1 000)、NF-κB抗體(1∶2 000),之后置于搖床并在4 ℃條件下孵育過夜,采用含有0.05%吐溫20的磷酸鹽緩沖液(PBST)漂洗5次(5 min/次)并加入二抗、山羊抗兔辣根過氧化物酶免疫球蛋白IgG-HRP(1∶10 000)、山羊抗鼠 IgG-HRP(1∶10 000),再置于搖床并在室溫條件下孵育1.5 h,最后采用PBST漂洗5次(5 min/次);(6)采用ECL超敏發(fā)光液、Bio-Pro凝膠成像儀進行顯色成像,并采用Bio-Rad Image LabTM XRS+凝膠圖像分析管理系統(tǒng)分析蛋白條帶灰度值,計算各組大鼠目的蛋白p-NF-κB、Beclin1、LC3相對表達量,即p-NF-κB灰度值與NF-κB灰度值比值、Beclin1灰度值與內(nèi)參β-actin灰度值比值、LC3灰度值與LC3B灰度值比值。上述操作每組重復(fù)4次(每只大鼠操作1次)取平均值。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 16.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析,符合正態(tài)分布的計量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用q檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 神經(jīng)功能學(xué)評分 建模24 h后假手術(shù)組、模型組、通絡(luò)清腦組大鼠神經(jīng)功能學(xué)評分分別為0、(2.3±0.8)、(1.6±0.5)分;三組大鼠建模24 h后神經(jīng)功能學(xué)評分比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=5.34,P=0.010),提示腦缺血-再灌注損傷模型制備成功。模型組、通絡(luò)清腦組大鼠建模24 h后神經(jīng)功能學(xué)評分高于假手術(shù)組(q值分別為0.30、0.50,P值分別為0.001、0.001),而通絡(luò)清腦組大鼠建模24 h后神經(jīng)功能學(xué)評分低于模型組(q=0.50,P=0.020),差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.2 腦梗死體積 建模24 h后假手術(shù)組大鼠腦組織呈均勻玫瑰紅色,未見蒼白缺血區(qū);模型組大鼠腦組織可見蒼白缺血區(qū),通絡(luò)清腦組大鼠腦組織蒼白缺血區(qū)明顯減少(見圖1)。建模24 h后假手術(shù)組、模型組、通絡(luò)清腦組大鼠腦梗死體積占比分別為0、(25.17±6.12)%、(15.62±4.83)%。三組大鼠建模24 h后腦梗死體積占比比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=4.26,P<0.05);模型組、通絡(luò)清腦組大鼠建模24 h后腦梗死體積占比高于假手術(shù)組(q值分別為0.26、0.35,P值分別為0.001、0.001),而通絡(luò)清腦組大鼠建模24 h后腦梗死體積占比低于模型組(q=0.40,P=0.040),差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
圖1 三組大鼠腦組織TTC染色結(jié)果Figure 1 TTC staining results of cerebral tissues among the three groups of rats
2.3 海馬區(qū)神經(jīng)元損傷情況 再灌注24 h后假手術(shù)組大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元排列緊密、數(shù)量豐富、形態(tài)正常,胞質(zhì)淡染,胞核大而圓,未見明顯壞死;模型組大鼠海馬區(qū)缺血區(qū)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)破壞嚴重,大量神經(jīng)元丟失,胞質(zhì)嗜伊紅濃染,胞核固縮;與模型組相比,通絡(luò)清腦組大鼠海馬區(qū)缺血區(qū)神經(jīng)元壞死范圍縮小,神經(jīng)元增多,細胞結(jié)構(gòu)相對完整,胞核固縮減少,神經(jīng)元損傷明顯緩解(見圖2~3)。
圖2 三組大鼠再灌注24 h后海馬區(qū)神經(jīng)元損傷情況(HE染色,×100)Figure 2 Neuron injury in hippocampus among the three groups of rats 24 hours after reperfusion
圖3 三組大鼠再灌注24 h后海馬區(qū)神經(jīng)元損傷情況(HE染色,×200)Figure 3 Neuron injury in hippocampus among the three groups of rats 24 hours after reperfusion
2.4 海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)自噬體形成情況 再灌注24 h后假手術(shù)組大鼠海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)均偶見自噬體,胞質(zhì)內(nèi)有少量空泡;模型組大鼠海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)均可見雙層膜結(jié)構(gòu)自噬體,胞質(zhì)內(nèi)有大量空泡且胞質(zhì)稀疏;通絡(luò)清腦組海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)自噬體數(shù)量均減少,胞質(zhì)內(nèi)有少量空泡且胞質(zhì)稀疏(見圖4~5)。
圖4 三組大鼠再灌注24 h后海馬區(qū)自噬體形成情況Figure 4 Autophagy bodies in hippocampus(indicated by the arrowhead)among the three groups of rats 24 hours after reperfusion
圖5 三組大鼠再灌注24 h后皮質(zhì)區(qū)自噬體形成情況(箭頭所指處)Figure 5 Autophagy bodies in cortex(indicated by the arrowhead)among the three groups of rats 24 hours after reperfusion
2.5 海馬區(qū)神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白表達情況 再灌注24 h后三組大鼠海馬區(qū)p-NF-κB、Beclin1、LC3相對表達量比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001);再灌注24 h后模型組、通絡(luò)清腦組大鼠海馬區(qū)p-NF-κB(q值分別為29.29、9.01)、LC3相對表達量(q值分別為29.56、11.89)及模型組Beclin1相對表達量(q=12.38)高于假手術(shù)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),而通絡(luò)清腦組與假手術(shù)組大鼠海馬區(qū)Beclin1相對表達量比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(q=2.85,P>0.05);再灌注24 h后通絡(luò)清腦組大鼠海馬區(qū)p-NF-κB(q=20.28)、Beclin1(q=9.53)、LC3(q=17.67)相對表達量低于模型組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01,見表1、圖6)。
圖6 三組大鼠海馬區(qū)自噬相關(guān)蛋白電泳圖Figure 6 Electrophoretogram for autophagy related proteins in hippocampus among three groups of rats
表1 三組大鼠再灌注24 h后海馬區(qū)神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白相對表達量比較(±s)Table 1 Comparison of expressions of neuronic autophagy-related proteins in hippocampus among three groups of rats 24 hours after reperfusion
表1 三組大鼠再灌注24 h后海馬區(qū)神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白相對表達量比較(±s)Table 1 Comparison of expressions of neuronic autophagy-related proteins in hippocampus among three groups of rats 24 hours after reperfusion
注:p-NF-κB=磷酸化核因子-κB,LC3=自噬微管相關(guān)蛋白1輕鏈3;與假手術(shù)組比較,aP<0.01;與模型組比較,bP<0.05
組別 只數(shù) p-NF-κB Beclin1 LC3假手術(shù)組 4 0.088±0.031 0.083±0.013 0.143±0.038模型組 4 1.070±0.106a 0.170±0.018a 0.690±0.042a通絡(luò)清腦組 4 0.390±0.036ab 0.103±0.010b 0.363±0.030ab F值 224.99 42.02 221.29 P值 <0.001 <0.001 <0.001
中醫(yī)學(xué)理論認為,缺血性腦卒中屬“中風(fēng)”范疇,主要由“痰瘀”而引發(fā)[7]:“痰”“淤”相互轉(zhuǎn)化、消長,津液凝滯則生濁痰,濁痰久積入脈則生淤血,痰淤內(nèi)阻脈絡(luò)而生郁熱,津血過熱則濁,濁而凝滯又生痰;痰閉神竅、脈絡(luò)阻塞、氣血上沖于腦而引發(fā)“中風(fēng)”。因此,“中風(fēng)”的治療應(yīng)以活血化瘀為主,以通暢血脈、消散瘀滯;輔以清熱利濕之藥,以清泄體內(nèi)郁熱、通調(diào)水道,祛除濕熱痰邪。三七具有活血化瘀、養(yǎng)血定痛功效,黃芩具有清熱燥濕、涼血解毒功效,梔子具有清熱利濕、瀉火除煩功效,三者配伍可用于消除“中風(fēng)”患者痰、淤、郁熱等;通絡(luò)清腦注射粉針主要有效成分三七總皂苷、黃芩苷、梔子苷即分別來自三七、黃芩、梔子?,F(xiàn)代藥理學(xué)表明,通絡(luò)清腦注射粉針具有改善血液循環(huán)、抑制血栓形成、減輕神經(jīng)元損傷等作用,其中三七總皂苷不僅可改善血瘀大鼠血液流變學(xué)指標[8]、減輕Ca2+超載[9],還可修復(fù)阿爾茨海默病大鼠受損神經(jīng)元[10];黃芩苷可抑制腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)元凋亡,減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)所致?lián)p傷[11],清除自由基[12];梔子苷可抑制血小板聚集[13]。
及時恢復(fù)缺血腦組織血液供應(yīng)是目前臨床治療缺血性腦卒中的主要方法,但缺血半暗帶血流供應(yīng)恢復(fù)反而會使缺血腦組織神經(jīng)元損傷加重、凋亡增多,造成腦缺血-再灌注損傷。腦缺血-再灌注損傷是缺血性腦卒中患者重要的病理生理過程,也是影響缺血性腦卒中患者預(yù)后的不可忽略的問題之一[14]。本研究結(jié)果顯示,建模24 h后假手術(shù)組大鼠腦組織未見蒼白缺血區(qū)且再灌注24 h后海馬區(qū)神經(jīng)元未見明顯壞死,而建模24 h后模型組大鼠腦組織可見蒼白缺血區(qū)且再灌注24 h后海馬區(qū)缺血區(qū)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)破壞嚴重、大量神經(jīng)元丟失,但建模24 h后通絡(luò)清腦組大鼠腦組織蒼白缺血區(qū)明顯減少且再灌注24 h后海馬區(qū)缺血區(qū)神經(jīng)元壞死范圍明顯縮小、神經(jīng)元損傷明顯緩解;同時,模型組、通絡(luò)清腦組大鼠建模24 h后神經(jīng)功能學(xué)評分、腦梗死體積占比均高于假手術(shù)組,而通絡(luò)清腦組大鼠建模24 h后神經(jīng)功能學(xué)評分、腦梗死體積占比均低于模型組,提示通絡(luò)清腦注射粉針可有效改善腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)功能,減輕腦梗死程度、神經(jīng)元損傷,減少自噬體形成及神經(jīng)元凋亡,具有一定腦保護作用。
細胞自噬指自噬溶酶體對胞內(nèi)異物、受損或衰老的細胞器進行吞噬、降解的過程,對維持細胞穩(wěn)態(tài)具有重要作用。正常情況下細胞自噬處于較低水平,在缺血缺氧、營養(yǎng)缺乏及氧化應(yīng)激等情況下細胞自噬水平明顯升高以清除自由基、受損細胞器及未折疊蛋白,但細胞自噬的過度激活會啟動神經(jīng)元凋亡,即由半胱天冬酶介導(dǎo)的程序性細胞死亡[15]。近年研究表明,細胞自噬參與了腦缺血的病理生理過程[16]。本研究結(jié)果顯示,再灌注24 h后假手術(shù)組大鼠海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)均偶見自噬體,而模型組大鼠海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)均可見雙層膜結(jié)構(gòu)自噬體,但通絡(luò)清腦組大鼠海馬區(qū)和皮質(zhì)區(qū)自噬體數(shù)量均較模型組減少,提示正常大鼠腦組織存在細胞自噬,腦缺血-再灌注損傷會激活大鼠神經(jīng)元自噬并促使其神經(jīng)元凋亡,而通絡(luò)清腦注射粉針可抑制腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)元自噬的過度激活,減少神經(jīng)元凋亡。
自噬相關(guān)蛋白是在自噬相關(guān)基因(ATG)調(diào)控下轉(zhuǎn)錄、合成的一組參與自噬體形成至降解全過程的蛋白質(zhì),其主要作用是調(diào)控細胞自噬過程。ATG最早于酵母菌中被發(fā)現(xiàn),目前為止已在哺乳動物細胞中發(fā)現(xiàn)11種ATG同源基因,其中ATG6被命名為Beclin1,而ATG8被命名為LC3[17]。Beclin1是首個被發(fā)現(xiàn)的參與哺乳動物細胞自噬的關(guān)鍵因子,后發(fā)現(xiàn)其也參與了自噬體膜的形成、對細胞自噬具有正向調(diào)控作用;有研究表明,腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)元內(nèi)Beclin1表達量明顯上調(diào)并可激活細胞自噬,誘導(dǎo)細胞凋亡[18]。LC3主要以LC3A和LC3B兩種形式存在,正常情況下細胞內(nèi)LC3以胞質(zhì)不溶性LC3A的形式存在,細胞自噬時LC3A與磷脂酰乙醇胺結(jié)合成為LC3B并參與自噬體膜形成,且LC3B含量與自噬體數(shù)量呈正比,因此,LC3B含量可在一定程度上反映細胞自噬程度[19]。既往研究表明,腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)元自噬增強,缺血區(qū)腦組織LC3B表達明顯上調(diào),并會于缺血再灌注24 h時達到峰值[20-21]?,F(xiàn)階段,Beclin1、LC3B被認為是細胞自噬的特異性標志物[22],且其表達量可反映細胞自噬水平。NF-κB是一類能通過與細胞內(nèi)特異性核苷酸序列結(jié)合而啟動基因轉(zhuǎn)錄、表達的蛋白質(zhì),缺血、缺氧刺激均會促使游離NF-κB進入胞核并參與調(diào)控細胞自噬,進而使Beclin1、LC3表達上調(diào)并誘導(dǎo)細胞自噬[23]。
有研究表明,缺血預(yù)處理及腦缺血早期誘導(dǎo)神經(jīng)元自噬有利于消除積累在神經(jīng)元內(nèi)的受損蛋白,提高神經(jīng)元存活率,有利于減輕腦缺血-再灌注損傷[24],但細胞自噬是把“雙刃劍”,其對腦缺血-再灌注損傷的影響還會受造模時間、缺血階段、觀察部位、給藥劑量等的影響;另有研究表明,抑制腦缺血后的過度神經(jīng)元自噬是具有保護作用的,而清熱類藥物可通過抑制神經(jīng)元自噬而發(fā)揮腦保護作用,犀角地黃湯、葛根可通過下調(diào)Beclin1、LC3的表達而抑制神經(jīng)元自噬、減輕腦缺血再灌注所致神經(jīng)元損傷[25-26]。本研究結(jié)果顯示,模型組、通絡(luò)清腦組大鼠海馬區(qū)p-NF-κB、LC3相對表達量及模型組Beclin1相對表達量高于假手術(shù)組,通絡(luò)清腦組大鼠海馬區(qū)p-NF-κB、Beclin1、LC3相對表達量低于模型組,提示腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)元自噬水平升高,而通絡(luò)清腦注射粉針可有效抑制腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)元的過度自噬,緩解腦缺血-再灌注損傷,這可能是通絡(luò)清腦注射粉針發(fā)揮腦保護作用的重要機制。
綜上所述,通絡(luò)清腦注射粉針可有效改善腦缺血-再灌注損傷大鼠神經(jīng)功能,減輕腦梗死程度、神經(jīng)元損傷,減少自噬體形成及神經(jīng)元凋亡,抑制神經(jīng)元自噬相關(guān)蛋白p-NF-κB、Beclin1、LC3的表達,其發(fā)揮腦保護作用的機制可能與抑制神經(jīng)元過度自噬有關(guān),但本研究未設(shè)置陽性對照組(自噬抑制劑組),今后的實驗中可增設(shè)陽性對照組以進一步闡明通絡(luò)清腦注射粉針腦保護作用與抑制神經(jīng)元過度自噬的相關(guān)性。
作者貢獻:陳琰琰進行文章的構(gòu)思與設(shè)計,文獻資料收集與整理,撰寫論文;張業(yè)昊、徐立、姚明江、王光蕊提供實驗技術(shù)支持;宋文婷負責(zé)實驗的可行性分析、文章質(zhì)量控制及審校,對文章整體負責(zé)、監(jiān)督管理。
本文無利益沖突。