芍藥苷對大鼠腦缺血再灌注損傷細胞凋亡的影響及其作用機制

劉天易

山東中醫藥大學附屬醫院藥學部，山東濟南250000

芍藥苷對大鼠腦缺血再灌注損傷細胞凋亡的影響及其作用機制

劉天易

山東中醫藥大學附屬醫院藥學部，山東濟南250000

目的：探討芍藥苷對大鼠腦缺血再灌注損傷細胞凋亡的影響及其作用機制。方法：選擇健康雄性SD大鼠80只，隨機分為假手術組、模型組、芍藥苷組及尼莫地平組各20只，建立大鼠腦缺血再灌注損傷模型，觀察各組大鼠神經行為學評分及腦梗死面積，TU N EL檢測大鼠神經細胞凋亡情況，免疫組化法檢測大鼠大腦皮層中Bcl-2和Bax蛋白表達情況。結果：假手術組大鼠未表現出神經功能缺失癥狀，模型組大鼠神經行為學評分及腦梗死面積高于假手術組，芍藥苷組及尼莫地平組均低于模型組，差異具有統計學意義（P＜0.05）；假手術組幾乎未見神經細胞凋亡，模型組TU N EL陽性細胞明顯多于假手術組，芍藥苷組及尼莫地平組細胞凋亡個數及陽性率均低于模型組，其差異具有統計學意義（P＜0.05）；假手術組大鼠大腦皮質中Bcl-2及Bax的灰度值均高于模型組，芍藥苷組及尼莫地平組大鼠Bcl-2灰度值較模型組降低，而Bax灰度值較模型組明顯升高，2組Bcl-2/Bax灰度值較模型組下降，其差異具有統計學意義（P＜0.05）。結論：芍藥苷可通過抑制Bax的表達，上調Bcl-2的表達來抑制神經細胞凋亡，從而保護神經功能，減輕腦梗死。

腦缺血再灌注；細胞凋亡；芍藥苷

近年來，有研究表明［1-2］，腦缺血再灌注對梗死區腦組織造成嚴重損傷，細胞凋亡在其損傷病理過程中起重要作用，尤其是遲發性神經元死亡。細胞凋亡是缺血半暗帶內細胞死亡的主要途徑，可造成梗死灶的形成及擴大。因此，減少缺血半暗帶神經元凋亡，成為治療缺血性腦血管病的主要治療方向。芍藥苷（Peonif1orin，PF）為單萜糖苷類化合物，是一種毛茛科植物芍藥根中的生物活性成分，具有清熱涼血、散瘀止痛的作用［3］。本研究主要探討芍藥苷對大鼠腦缺血再灌注損傷細胞凋亡的影響及其主要作用機制，為臨床缺血性腦血管疾病的治療提供理論依據。

1　材料與方法

1.1動物健康雄性SD大鼠80只，體質量250～300 g，平均（280.5±15.9）g，由山東中醫藥大學附屬醫院實驗動物中心提供，實驗動物合格證號：ab120836。

1.2藥物、試劑與儀器芍藥苷粉劑（南京青澤藥業有限公司生產，批號：110736-201435）；尼莫地平注射液（上海信誼金珠藥業有限公司生產，批號：H20000682）；TUNEL試劑盒（南京凱基生物科技發展有限公司生產，批號：11684817910）；Bc1-2兔抗鼠多克隆抗體和Bax兔抗鼠多克隆抗體（北京博奧森生物技術有限公司生產）；TGL-16G型低溫冷凍離心機（日本日立公司生產）；722s分光光度計（上海第三分析儀器廠生產）。

1.3方法將80只大鼠隨機分為假手術組、模型組、芍藥苷組及尼莫地平組，每組20只。所有大鼠均于術前30分鐘腹腔注射藥物，芍藥苷組給予芍藥苷60 mg/kg；尼莫地平組給予尼莫地平0.4 mg/kg；假手術組及模型組大鼠均予等量生理鹽水。

1.4模型建立大鼠腦缺血再灌注模型建立使用改良Longa線栓法：首先使用10%水合氯醛進行腹腔注射麻醉，將左側頸總動脈、頸內動脈及頸外動脈鈍性分離后，對頸外動脈進行結扎處理，用動脈夾將頸內動脈遠心端夾閉，并于頸總動脈遠端剪一切口，將頭端鈍化的直徑0.234 mm的魚線沿頸總和頸內動脈緩慢插入，松開動脈夾，阻塞大腦中動脈，固定栓線并縫合切口。將所有模型大鼠放回籠內并給予食物和水，同時保持體溫在37℃左右，24小時后拔線，再灌注24小時。假手術組大鼠只進行左側頸總動脈、頸內動脈和頸外動脈的分離，不阻塞大腦中動脈，其余步驟與模型大鼠相同。大鼠模型建立成功標準：動物清醒后，出現上眼瞼下垂、瞳孔散大，爬行時向右側傾斜或順時針旋轉，提尾時大鼠右前肢內收屈曲等表現，同時大鼠存活達24小時。

1.5神經行為學評分大鼠麻醉清醒后，依據Longa等方法對其神經功能缺損情況進行評分。1）0分，正常活動，無神經功能缺失癥狀；2）1分，提尾時病灶對側前肢部能完全伸直；3）2分，爬行時表現為向對側轉圈；4）3分，行走時表現為身體向對側傾倒；5）4分，不能自主行走，意識喪失。得分越高，表明動物的行為障礙越嚴重。

1.6指標檢測TUNEL檢測細胞凋亡：大鼠再灌注24小時后，使用10%水合氯醛腹腔注射麻醉，每組各取8只大鼠經左心室灌流生理鹽水，沖出血液，并用4%多聚甲醛灌流固定，固定完成后立即斷頭取腦，將腦組織放入4%多聚甲醛中固定，常規脫水并使用石蠟包埋，自視交叉前緣向后連續冠狀位切片，片厚4 μm，取相同層面石蠟切片4張，嚴格按照試劑盒說明進行TUNEL檢測細胞凋亡，凋亡的神經細胞核表現為固縮、濃染的棕褐色顆粒，多見于梗死灶周圍的腦組織。Bc1-2和Bax蛋白表達：取上述石蠟切片，采用免疫組化法進行檢測，400倍光學顯微鏡下觀察，細胞胞質呈棕黃色即為陽性細胞。采用CIAS-1000型圖像分析儀測量每組平均灰度值，平均灰度值越低，表明切片免疫組化染色越深，蛋白陽性表達越強。

1.7統計學方法應用SPSS 16.0軟件對數據進行統計分析，計量資料以（±s）表示，采用t檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2　結果

2.1大鼠神經行為學評分假手術組大鼠未表現出神經功能缺失癥狀，模型組神經行為學評分明顯高于假手術組，芍藥苷組及尼莫地平組明顯低于模型組，差異具有統計學意義（P＜0.05）；模型組腦梗死面積高于假手術組，芍藥苷組及尼莫地平組低于模型組，其但差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2大鼠神經細胞凋亡情況假手術組幾乎未見神經細胞凋亡，模型組TUNEL陽性細胞明顯多于假手術組，芍藥苷組及尼莫地平組細胞凋亡個數及陽性率明顯低于模型組，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表2。

2.3大鼠大腦皮層Bcl-2及Bax蛋白的表達情況假手術組大鼠大腦皮質中Bc1-2及Bax的灰度值均高于模型組，即蛋白的表達較低，芍藥苷組及尼莫地平組大鼠Bc1-2灰度值較模型組降低，而Bax灰度值較模型組升高，即Bc1-2蛋白的表達增加而Bax蛋白的表達降低，2組Bc1-2/Bax灰度值較模型組下降，其差異具有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表1　大鼠神經行為學評分（±s）

表1　大鼠神經行為學評分（±s）

注：△表示與假手術組比較，P＜0.05；▲表示與模型組比較，P＜0.05。

組別只數劑量/（m g·kg-1）神經行為學評分/分腦梗死面積/%假手術組20-00模型組20-3.1±0.5△0.5±0.1△芍藥苷組20602.5±0.4▲0.4±0.1尼莫地平組200.42.3±0.5▲0.4±0.1

表2　大鼠神經細胞凋亡情況比較（±s）

表2　大鼠神經細胞凋亡情況比較（±s）

注：△表示與假手術組比較，P＜0.05；▲表示與模型組比較，▲P＜0.05。

組別只數劑量/（m g·kg-1）細胞凋亡個數/個陽性率/%假手術組8-00模型組8-12.0±1.8△66.2±7.3△芍藥苷組8607.2±1.9▲42.0±8.4▲尼莫地平組80.47.7±1.9▲43.1±7.6▲

表3　大鼠大腦皮層Bcl-2及Bax的灰度值（±s）

表3　大鼠大腦皮層Bcl-2及Bax的灰度值（±s）

注：△表示與假手術組比較，P＜0.05；▲表示與模型組比較，P＜0.05。

組別只數劑量/（m g·kg-1）Bcl-2/kD aBax/kD aBcl-2/Bax假手術組8-172.4±6.8173.0±7.30.9±0.1模型組8-161.4±5.2△140.0±5.2△1.2±0.1△芍藥苷組860123.1±5.5▲159.8±5.9▲0.8±0.1▲尼莫地平組80.4122.0±5.9▲161.2±6.2▲0.7±0.1▲

3　討論

有研究認為［4］，腦缺血再灌注損傷產生的主要原因為神經細胞凋亡，其主要通過誘導神經元的凋亡，對Caspase家族、Bc1-2家族、P38MAPK、Fas/Fas1等基因的表達進行調節，造成腦缺血損傷，尤其在缺血半暗帶區，細胞凋亡成為神經細胞死亡的主要方式［5］。本研究發現，假手術組大鼠未表現出神經功能缺失癥狀，模型組神經行為學評分高于假手術組，且模型組大鼠腦梗死面積明顯高于假手術組，另外，假手術組幾乎未見神經細胞凋亡，模型組TUNEL陽性細胞多于假手術組，表明腦缺血再灌注大鼠神經細胞凋亡情況明顯增多。

目前，中醫學認為缺血性腦血管病屬“中風”范疇，其主要病機特點為本虛標實［6］，有研究認為［7］，腎虛為該病之本，風痰瘀熱毒為該病之標，病位在腦之脈絡，因此，中藥治療手段應以補腎益氣活血為主，使腎精得復，腦髓得充，腦絡得養。研究發現［8］芍藥苷具有抗自由基損傷，抑制細胞內鈣超載以及抗神經毒性等活性，可明顯降低機體血液黏度，擴張血管，改善微循環等，改善腎功能。另外，近年國內外研究發現芍藥苷對神經具有保護作用［9-10］。本研究發現，使用芍藥苷治療的大鼠，其神經行為學評分低于模型組，而且腦梗死面積小于模型組，同時其神經細胞凋亡個數及陽性率均較模型組明顯降低，差異具有統計學意義（P＜0.05），表明芍藥苷所具有的補腎益氣功效在一定程度上可減少大鼠神經細胞凋亡，保護神經功能。有研究報道［11］，Bc1-2家族主要包括抗凋亡基因（Bc1-2、Bc1-x1等）和促凋亡基因（Bad、Bax等）兩大類，其中Bc1-2和Bax是調節神經細胞凋亡的兩個重要相關基因，在腦缺血再灌注損傷過程中，Bc1-2過表達可有效抑制細胞凋亡，當抑制Bc1-2基因表達或敲除時可加速缺血神經細胞的死亡；而Bax過表達可抑制Bc1-2基因表達從而促使細胞凋亡，因此，Bc1-2/Bax比值同樣是決定細胞凋亡的關鍵，當比值增大時，細胞凋亡受抑制，反之則促進細胞凋亡，一般在正常大鼠腦組織中Bc1-2和Bax表達均較少，當出現腦缺血再灌注時，兩種基因表達水平均明顯升高［12］。本研究中模型組大鼠Bc1-2和Bax蛋白的表達水平較假手術組升高，芍藥苷組及尼莫地平組大鼠Bc1-2灰度值較模型組降低，而Bax灰度值較模型組升高，即Bc1-2蛋白的表達增加而Bax蛋白的表達降低，2組Bc1-2/Bax灰度值較模型組下降，其差異具有統計學意義（P＜0.05）。提示芍藥苷可能通過調節Bc1-2和Bax蛋白的表達，從而減少神經細胞凋亡，減輕腦梗死。

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［3］韓江全，于奎營，何敏，等.葛根素對大鼠腦缺血再灌注側皮質區細胞凋亡及p-A kt（Ser473）表達的影響［J］.中國老年學雜志，2013，33（22）:5619-5621.

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The Effects of Peoniflorin on Cellular Apoptosis of the Rats with Cerebral I shchemia R eperfusion Injury and Its Mechanism

LIU Tianyi
Pharmaceutical Department of Affiliated Hospital to Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250000，China

Objective:To investigate the effects of peoniflorin on cellular apoptosis of the rats with cerebral ischemia reperfusion injury and its mechanism.Methods:Eighty SD rats were randomized into sham operation group，the model group，peoniflorin group and nimodipine group，20 cases in each group，the rat model with cerebral ischemia reperfusion injury was established，neurological behavior score and infarct area of the rats in different groups were observed，neural cell apoptosis of the rats were detected by TUNEL，the expressions of Bcl-2 and Bax protein were measured by immunohistochemical method.Results:The rats in the sham operation group didn't manifest the symptoms of nerve function impairment，the model group was higher than the sham operation group in neurological behavior score and infarct area obviously，peoniflorin group and nimodipine group were lower than the model group notably，and the difference showed statistical meaning（P＜0.05）；no nerve cellular apoptosis had been seen in the sham operation group，the model group was more than the sham operation group in TUNEL positive cells，peoniflorin group and nimodipine group were lower than the model group in the numbers of apoptotic cells and positive rates significantly，and the difference showed statistical meaning（P＜0.05）；gray levels of Bcl-2 and Bax in the sham operation group were higher than these of the model group，gray level of Bcl-2 decreased in peoniflorin group and nimodipine group compared with the model group，while Bax gray level raised obviously in both groups compared with the model group，and the difference demonstrated statistical meaning（P＜0.05）.Conclusion:Peoniflorin could inhibit the apoptosis of nerve cells by inhibiting the expressions of Bax and up regulating Bcl-2 expressions，thereby to protect nerve function and alleviate cerebral infarction.

cerebral ischemia reperfusion；cellular apoptosis；peoniflorin

R285.5

A

1004-6852（2016）05-0008-04

2015-02-23

劉天易（1983—），男，碩士學位，主管藥師。研究方向：中藥學及中藥藥理學。