王亞軍,方曉麗,黃春換,何應學,劉丁龍,高 原
(1.甘肅中醫藥大學,蘭州 730000;2.甘肅省人民醫院,蘭州 730000)
子午流注納甲法對局灶性腦缺血模型大鼠腦區NSE、NGF、bFGF的影響*
王亞軍1,方曉麗1,黃春換1,何應學1,劉丁龍2,高 原1
(1.甘肅中醫藥大學,蘭州 730000;2.甘肅省人民醫院,蘭州 730000)
目的:通過制作大鼠大腦中動脈永久性閉塞模型,觀察不同時段NSE、NGF、bFGF的表達變化,探究子午流注針法對腦缺血后神經干細胞內源性激活作用及其機制,從而為臨床治療提供科學依據。方法:選用體質量200~250 g的144只Wistar大鼠,按隨機數字表法分為正常組、假手術組、手術組、辨證取穴組(簡稱辨證組)和納甲法組(簡稱納甲組)5大組各45只動物,再將5大組動物根據針刺治療時間的長短,在各組內再隨機分為術后6 h、3、7、14、21 d 5個小組,其中每小組各8只動物。參照Longa法建立大腦中動脈栓塞模型局灶性缺血模型(MCAO)。治療于實驗第2天開始針灸治療,每日同一時間治療。常規辨證組參照《實驗針灸學》選穴,選取水溝、合谷和三陰交用平補平瀉法,每天1次,每次留針30 min。納甲組根據鄭魁山《子午流注與靈龜八法》所記載的徐氏子午流注納甲法,依日按時開穴針刺治療,手法與留針時間同辨證組。處死動物觀察神經元形態學病理變化,用酶聯免疫法(ELISA)檢測大腦勻漿中神經元特異性烯醇化酶(NSE)、神經生長因子(NGF)、堿性成纖維生長因子(bFGF)濃度。結果:與正常組比較MCAO組大鼠的神經元結構受損,與正常組比較MCAO大鼠大腦的NSE、NGF、bFGF均呈現先升高再降低的動態表達變化,各治療組均可抑制NSE的升高,增加NGF、bFGF的含量,其作用效應也呈現出同樣的先升高再降低動態表達變化規律,其中子午流注納甲法組、綜合組作用在早期優于常規組。結論:針刺能促進MCAO大鼠海馬CA1區神經元結構修復,促進MCAO大鼠缺血側大腦勻漿NGF、bFGF的表達,抑制NSE的表達,納甲組、聯合組效果優于常規針刺。針刺在缺血早期促進腦缺血后神經干細胞的激活、增殖、分化作用更明顯,提示針刺早期干預的作用更加明顯。
電針;MACO模型;神經干細胞;NSE;神經營養因子
隨著社會的快速發展,社會人口壽命延長,老齡化進程加快,國內缺血性腦血管病的比例也越來越高,腦血管病具有極高的發病率、病殘率、病死率和復發率。針灸治療缺血性腦血管病效果良好,能夠促進患者的神經功能康復,從而提高生存質量。但是研究發現,針灸的治療效果受多種因素影響,包括中風病介入時機、針刺刺激量、2次針刺之間的時間間隔、擇時針灸等。相關研究表明,子午流注針法治療缺血性腦血管病療效良好,能夠明顯提高患者的生存質量,并能縮短針刺治療時間,改變血流變學、免疫功能而發揮作用,提示子午流注針法是值得進一步研究的方向之一[1]。以往的研究主要集中在臨床研究上,實驗研究(動物實驗)卻比較少[2]。本研究旨在進一步探索子午流注針法治療缺血性腦血管病與常規針刺方法的療效差異,進而揭示其微環境的變化,探討其治療缺血性腦血管病的促神經再生機理,從而為臨床治療提供科學依據。
1.1 實驗動物
甘肅中醫學院動物實驗中心SPF級SD雄性成年大鼠144只(合格證號0001062,許可證號SCXK (甘)2011-0001),體質量(200±20)g,適應環境1周后開始實驗。
1.2 主要試劑和儀器
多聚甲醛,天津市光復精細化工研究所(20121001);水合氯醛,天津市光復精細化工研究所(20110305);鼠抗brdu單克隆抗體,武漢博士德生物工程有限公司提供;NSE、NGF、bFGF ELISA試劑,武漢博士德生物工程有限公司提供;石蠟切片機Leitz1410型德國;光學顯微鏡 BX60型,日本OLYMPUS公司;酶標儀680型,美國 Bio-Red(伯樂)公司;洗板機1575型,美國 Bio-Red(伯樂)公司;數碼醫學圖像分析系統BI-2000,成都泰盟;針灸針30號華佗牌1寸美容針,蘇州針灸器械廠。
1.3 方法
1.3.1 動物分組 將體質量(200±20)g的144只SPF級SD健康雄性大鼠,按隨機數字表法分為正常組、假手術組、模型組、常規針刺組、納甲法組(簡稱納甲組)和常規針刺組+納甲法組(簡稱聯合組)6大組,按照針刺治療時間的長短每組再隨機分為術后6 h,3、7、14、21 d 5個時間段亞組共18小組,每小組8只大鼠。
1.3.2 模型復制 參考改良的Zea-Longa[3]等方法,所有大鼠均選擇右側大腦中動脈(MCA)區作為梗死側,大鼠在10%水合氯醛(30 mg/100 g)腹腔麻醉下,取仰臥位固定于鼠板上,在頸部正中做長約2 cm的縱行切口,鈍性剝離皮下筋膜、肌肉及甲狀腺,充分暴露右側頸總動脈(CCA)及分支頸內動脈(ICA)、頸外動脈(ECA)、游離頸總動脈及迷走神經,分別在CCA近心端、ECA及CCA遠心端掛線備用,用微動脈夾暫時夾閉 ICA,然后近心端結扎CCA、ECA。之后在CCA上距分叉部4 mm處剪一小口,將栓線插入至ICA,扎緊CCA遠心端的線以固定栓線,松開動脈夾直至遇到少許阻力為止。從CCA分叉部起插入深度約為18~19 mm,縫合傷口單籠飼養觀察。假手術組僅分離右側頸總動脈、頸內動脈及頸外動脈。成模后大鼠在20℃環境下單籠飼養,自由進食和水。參照Zea-Longa[3]的5分制神經功能缺損評分標準,于大鼠清醒后進行評分。評分在1~3分的大鼠用于本實驗,其他剔除。
1.3.3 治療 由于采用子午流注納甲法,6 h組治療于術后(約1 h)大鼠清醒即開始治療,3 d組和7 d組在第2天開始治療,每日同一時間治療1次;穴位定位參照中國針灸學會實驗針灸分會華興邦等制定的《常用動物腧穴圖譜》[4];針刺深度以穴位而定,采用平補平瀉法,每次留針20 min;30號1寸華佗牌美容針灸針,具體如下。
正常組、假手術組和模型組每日只進行相同抓取,同期同步飼養,不作其他任何治療。常規針刺組百會穴(頂骨正中)向后斜刺2 mm,合谷(前肢第一和第二掌骨之間)直刺深度1 mm,三陰交(后肢內踝尖直上10 mm)直刺深度5 mm,選用30號1寸華佗牌無菌美容針灸針,留針20 min,針刺每日1次。納甲組根據鄭魁山[5]《子午流注與靈龜八法》所記載徐鳳“子午流注納甲法逐日按時開穴法”,依“陽日陽時開陽經之穴,陰日陰時開陰經之穴”的原則,于每日辰時或巳時納甲法按時開穴(見表1)針刺治療,時間以當地時間為準,手法與留針時間等同常規針刺組一致。

表1 每日辰時或巳時開穴表
聯合組聯合應用常規針刺組和納甲組的治療方法。取穴同時選取常規針刺組和納甲組所選之穴,手法與留針時間等同常規針刺組和納甲組一致。
1.3.4 檢測指標 分別在術后6 h、第3天、第7天、第14天、第21天取出組內相應小組的動物進行取材。將大鼠用乙醚麻醉,仰臥位固定四肢于手術臺上,行心臟灌注取右腦組織,放入4%多聚甲醛緩沖固定液過夜、固定。分別在術后6 h、第3天、第7天、第14天、第21天取出組內相應小組的動物進行取材實驗結束,動物以10%的水合氯醛3.5 mL/ kg腹腔麻醉后,迅速斷頭開顱取腦,將右側腦組織用4℃生理鹽水,迅速制成1∶9勻漿液,離心(3000 r/min)15 min,取上清液低溫冷凍,用于檢測 NSE、神經營養因子的含量。
①腦組織HE染色:制作病理切片,常規包埋,脫臘,行蘇術素一伊紅HE染色。觀察各組缺血側大腦皮質和海馬區缺血神經細胞形態,壞死現象。②ELISA法檢測:NSE、NGF,bFGF,按試劑盒說明書進行操作。
1.3.5 統計學方法 采用SPSS 20.0統計軟件進行統計分析,實驗結果以均數±標準差(±s)表示,正態分布且方差齊性數據采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD檢驗,方差不齊采用其項下Dunnetf’s T3檢驗,非正態分布數據采用非參數檢驗。
2.1 MACO模型大鼠腦組織HE染色病理變化
光鏡下缺血腦組織大腦海馬CA1區變化如下:正常組大鼠海馬細胞層次分明,細胞排列有序,結構完整,數量多,細胞形態清晰,細胞核圓形呈淡染,細胞周圍間隙無水腫。假手術組腦神經細胞同正常組,未見明顯異常變化。模型組缺血側神經細胞結構模糊不清,細胞排列散亂,細胞數量較少,染色淺,細胞變性壞死,表現為核碎裂、溶解、核固縮、胞漿深染、間質水腫,神經元細胞和小血管周圍可見空隙,梗死灶中心有大量的炎性細胞浸潤,膠質細胞少量增生。針刺治療組與模型組比較,治療組腦組織神經細胞水腫、變性、壞死現象減輕,膠質細胞數量明顯增多;納甲組、聯合組病理改變減輕,膠質細胞增生較多,其中納甲組與聯合針刺組比較病理改變差異不明顯。
2.2 針刺對大鼠腦組織勻漿NES含量的影響
與正常對照組比較,假手術組大鼠腦組織勻漿NSE含量比較差異無統計學意義(P>0.05);MCAO模型組大鼠腦組織勻漿NSE含量顯著上升(P<0.01),說明腦缺血造模可促進模型大鼠腦組織勻漿NSE含量。
與模型對照組比較,常規針刺組、納甲組和聯合組均可使大鼠腦組織勻漿NSE含量表達顯著下降( P<0.05或P<0.01);與常規針刺組比較,納甲組和聯合組大鼠不包括12 d各時間點(21 d時間點,常規針刺組、納甲組和聯合組無明顯差異),腦組織勻漿NSE含量的表達顯著降低(P<0.01)或P<0.05)。與納甲組比較,聯合組大鼠腦組織NSE含量的表達降低差異無統計學意義,說明針刺可以降低鼠腦組織勻漿NSE含量。
組內同組不同時段比較,模型大鼠腦組織勻漿NSE含量呈現升高趨勢(P<0.01),3 d時含量達到峰值。模型大鼠腦組織NSE含量的表達呈現下降趨勢,差異有統計學意義(P<0.05)。隨時間推移,各組大腦海馬NSE的表達在6 h、3 d時段呈上升趨勢,均是后一個時間點高于前一時間點(P<0.05);7、14、21 d時段呈下降態勢,均是后一個時間點低于前一時間點,差異有統計學意義(P<0.05)。但與14 d比較,21 d的常規針刺組、納甲組和聯合組的NSE無明顯差異。
表2 大鼠腦組織勻漿NSE含量(ng/dl,±s)

表2 大鼠腦組織勻漿NSE含量(ng/dl,±s)
注:與正常組比較:*P<0.05;各個時間點組間與模型組比較:★P<0.05;與常規組比較:#P<0.05;與納甲組比較:◇P<0.05。同組內與6 h比較:▲P<0.05;與3 d比較:■P<0.05;與7 d比較:⊙P<0.05;與14 d比較:○P<0.05
組 別 鼠數6 h 3 d 7 d 14 d 21 d空 白 組 8 31.70±3.45 30.69±2.33 32.06±5.36 34.06±5.38 35.14±2.42假手術組 8 30.72±1.33 35.19±1.35▲ 31.81±8.31 30.21±1.97 33.12±3.74模 型 組 8 65.09±1.47* 81.57±2.26*▲ 70.45±3.82*■ 50.12±3.23*⊙ 48.75±3.19*常 規 組 8 54.39±2.51★ 68.57±4.18★▲ 60.33±4.38★■ 37.57±6.24★⊙ 35.36±1.85★納 甲 組 8 42.34±3.71★# 54.34±2.60★#▲ 46.19±2.89★#■ 36.26±2.09★#⊙ 35.40±1.43★聯 合 組 8 39.12±4.23★★# 52.73±1.67★★#▲ 44.42±2.42★★#■ 36.58±3.34★★⊙ 35.67±3.52★★
2.3 針刺對大鼠腦組織勻漿NGF含量的影響
組間比較,與正常對照組比較,假手術組大鼠腦組織勻漿NGF含量比較差異無統計學意義。MCAO模型組大鼠腦組織勻漿中NGF含量顯著升高,差異有統計學意義(P<0.01,P<0.05),說明造模可促進NGF的表達。
表3 大鼠腦組織勻漿NGF含量pg/ml(±s)

表3 大鼠腦組織勻漿NGF含量pg/ml(±s)
注:與正常組比較:*P<0.05;各個時間點組間與模型組比較:★P<0.05;與常規組比較:#P<0.05;與納甲組比較:◇P<0.05。同組內與6 h比較:▲P<0.05;與3 d比較:■P<0.05;與7 d比較:⊙P<0.05;與14 d比較:○P<0.05
組 別 鼠數6 h 3 d 7 d 14 d 21 d正 常 組 8 14.93±2.14 14.88±2.16 15.20±2.02 14.96±1.99 15.97±1.15假 手 術 組 8 15.09±3.46 15.15±1.86 14.78±2.17 14.90±3.15 15.12±3.53模 型 組 8 20.52±2.89* 23.52±2.37* 28.65±2.69* 19.31±1.25⊙ 16.03±1.43常 規 組 8 28.16±2.64★ 30.67±1.47★▲ 36.35±4.21★■ 27.87±4.13★⊙ 24.62±3.61★納 甲 組 8 35.60±2.15★# 40.60±4.75★#▲ 45.02±3.60★#■ 35.26±2.52★#⊙ 30.72±2.27★#聯 合 組 8 37.60±3.14★★# 40.23±3.90★★#▲ 43.75±2.16★★#■ 42.20±1.89★★#⊙ 38.02±2.36★#
與模型組比較,常規組、納甲組、綜合組的NGF含量上升有顯著差異 (P<0.05);與常規組比較,納甲組、綜合組NGF含量上升有顯著差異 (P<0.05),與納甲組比較,綜合組NGF含量差異無統計學意義(P>0.05),說明針刺可以升高鼠腦組織勻漿NGF含量。
組內同組不同時段比較,在6 h及3 d、7 d時段,模型大鼠腦組織勻漿NGF含量呈現升高趨勢(P<0.01),7 d時含量達到峰值。14 d、21 d時段,模型大鼠腦組織NGF含量表達呈現下降趨勢,差異有統計學意義(P<0.05)。
隨時間推移,在6 h及3 d、7 d時段,各治療組大腦NGF的表達呈增加趨勢,均是后一個時間點高于前一時間點,差異有統計學意義(P<0.05);14 d、21 d時段,腦組織NGF含量表達呈下降趨勢,差異有統計學意義,P<0.05)。但與14 d比較,21 d的常規針刺組、納甲組和聯合組的NGF含量表達差異無統計學意義。
2.4 針刺對大鼠腦組織勻漿bFGF含量的影響
組間與正常對照組比較,假手術組大鼠腦組織勻漿NGF含量比較差異無統計學意義;MCAO模型組大鼠腦組織勻漿中bFGF含量顯著升高,差異有統計學意義(P>0.05),說明造模可促進bFGF的表達。
表4 大鼠腦組織勻漿bFGF含量(ng/L,±s)

表4 大鼠腦組織勻漿bFGF含量(ng/L,±s)
注:與正常組比較:*P<0.05;各個時間點組間與模型組比較:★P<0.05;與常規組比較:#P<0.05;與納甲組比較:◇P<0.05(同組內),與6 h比較:▲P<0.05;與3 d比較:■P<0.05;與7 d比較:⊙P<0.05;與14 d比較:○P<0.05
組 別 鼠數6 h 3 d 7 d 14 d 21 d正 常 組 8 86.43±7.27 87.13±5.78 88.22±12.54 84.71± 8.56 87.90±10.83假 手 術 組 8 89.67±8.19 85.43±7.67 86.45±11.83 83.87± 6.25 88.54± 7.36模 型 組 8 102.20±4.58* 118.28±9.01*▲ 129.52±13.46*■ 110.74±12.14*⊙ 91.14±10.80*常 規 組 8 118.45±3.14★ 134.30±3.48★▲ 145.70± 9.382★■ 128.57±11.23★⊙ 112.15±10.33★納 甲 組 8 134.82±6.50★# 151.10±4.15★#▲ 164.37± 6.49★#■ 146.23±13.40★#⊙ 130.87± 8.13★#聯 合 組 8 140.02±7.57★★# 159.65±5.50★★#▲ 169.71± 3.13★★#■ 151.82±13.40★★#⊙ 136.87± 6.52★★#
與模型組比較,常規組、納甲組、綜合組bFGF含量上升差異有統計學意義(P<0.05);與常規組比較,納甲組、綜合組bFGF含量比較差異有統計學意義(P<0.05,P<0.01),納甲組、綜合組,納甲組、綜合組NGF含量差異無統計學意義。
組內比較,在6 h、3 d、7 d時段,模型大鼠腦組織勻漿bFGF含量呈現升高的趨勢(P<0.01),7 d時含量達到峰值。14 d、21 d時段,模型大鼠腦組織NGF含量表達呈現下降的趨勢,差異有統計學意義(P<0.05)。
隨時間推移,在6 h、3 d、7 d時段各治療組大腦bFGF的表達均呈增加的趨勢,均是后一個時間點高于前一時間點,差異有統計學意義(P<0.05);14 d、21 d時段,腦組織bFGF含量的表達呈下降趨勢,差異有統計學意義(P<0.05),但與14 d比較,21 d的常規針刺組、納甲組和聯合組的bFGF的含量表達差異無統計學意義。
缺血性腦血管疾病屬于中醫學“中風”范疇,是針灸治療的有效病癥之一。相關臨床研究顯示,時間因素是影響針灸治療中風的療效因素之一,包括中風病介入時機、針刺刺激量、2次針刺之間的時間間隔、擇時針灸等。子午流注針法是擇時針灸的方法之一,是按照人體氣血虛衰的周期性應對自然界變化,采取逐日按時開穴的針灸治療方法,以達到調和氣血、補虛瀉實、平衡陰陽的作用。
現代醫學通過檢測人體多種生理指標如體溫、血壓、血紅蛋白、血糖及各種激素等,發現這些指標的數值呈周期性節律變化[6]。有研究提出,腦缺血的發病存在24 h時間節律差異,上午6~12時發病率較高,其中6~10時為最高時間段[7-8]。夏蘇建應用圓形分布法分析腦缺血平均發病的高峰時點為8時21分[9],此時間段正為卯、辰、巳時,當大腸、胃、脾主時,高峰時間段正當手足陽明經主時,高峰時點正為辰時足陽明胃經主時。《靈樞·經脈》:“足陽明脈是主血所生病者。”陽明經多氣多血,此時開穴治療,可鼓動經氣、疏經通絡,達益氣養血、活血化瘀、調和陰陽之目的。我們應用子午流注納甲法,選擇在辰時或巳時開穴進行針刺治療,這與“治痿獨取陽明”理論可謂殊途同歸。
子午流注治療中風符合人體氣血首尾相銜的循環流注,盛衰開合有時間節奏、時相特性的規律,因時、因病、因人、因地從而準確、有效地調整中風患者臟腑氣血陰陽,在特定的時間點進行治標培源,恢復患者氣血運行的正常時間規律,以達到改善癥狀的目的。本實驗結果表明,聯合組和納甲組效果明顯好于常規針刺組,聯合組優勢比納甲組更明顯,再次證明子午流注納甲法的優勢,同時臨床提示納甲法結合常規辨證取穴治療效果更好。
NSE主要存在于神經組織,屬于神經元和神經內分泌細胞特有。NSE是一種神經系統特異性蛋白質,NSE被認為是神經元和神經內分泌細胞的標志物[10]。NSE作為腦損傷患者臨床監測的一項重要指標,是神經元損傷的敏感性和特異性標志,對腦缺血損傷的整個動態過程有重大意義。
本研究觀察到,MACO模型大鼠在6 h、3 d時段與6 h比較,模型組3 d大鼠腦組織勻漿NSE含量表達顯著增強(P<0.01),含量達到峰值。7 d、14 d、21 d時段,各組大腦海馬組織NSE含量的表達開始下降,差異有統計學意義(P<0.05),提示缺血性損傷誘導NSE表達上調,可能是細胞損傷后的自我保護機制。腦缺血后,腦勻漿中 NSE濃度顯著升高,說明出現腦損傷。本研究結果與相關研究[11-12]一致,提示NSE的表達呈現出先升后降的動態變化規律。
與模型對照組比較,常規針刺組、納甲組和聯合組均可使大鼠腦組織勻漿NSE含量的表達顯著下降(P<0.05或P<0.01);與常規針刺組比較,納甲組和聯合組大鼠在各時間點(21 d除外)腦組織勻漿NSE含量的表達顯著降低(P<0.05或 P<0.01)。與納甲組比較,聯合組大鼠腦組織NSE含量的表達降低,盡管顯示作用有更強的趨勢,但差異無統計學意義,說明針刺治療能夠抑制腦缺血后腦區NSE的表達,對大鼠腦缺血組織的神經細胞有明顯的保護作用,從而減輕腦損傷,并提示納甲法早期使用對 NSE的抑制作用更優。本研究和相關研究[13-14]結果提示,抑制腦缺血后腦區的NSE表達,減輕腦損傷,發揮腦保護作用,可能是針刺治療的機制之一。
研究表明,NGF不僅具有中樞神經系統營養因子的作用,而且能促進受損神經元的再生,改善神經元的病理狀態[15]。體外實驗表明,NGF對中樞神經元的生長、發育、分化、維持正常狀態及神經損傷后的保護和軸突的有效再生都有重要的調控作用。bFGF是一種具有多種生物活性的神經營養因子,體內、外對多種神經元有維持生存和促進生長的作用,并能促進受損神經元的修復和再生腦缺血損傷后腦內bFGF表達增高,一定程度上可延緩缺血后神經元損傷[16]。
本研究結果顯示,模型組與正常對照組、假手術組比較,NGF、bFGF蛋白表達的明顯增加(P<0.01),說明腦梗死可促進模型大鼠腦內NGF、bFGF蛋白表達。本實驗結果顯示,在腦缺血損傷后大鼠腦組織勻漿NGF、bFGF含量6 h開始增高,3 d、7 d繼續增加,7 d時大鼠腦組織勻漿NGF含量達高峰,14 d后其表達水平開始下降,21 d后其表達繼續下降但仍高于模型組。本研究與相關報道[17-20]結論是類似的。
從本實驗結果可以看出,在各時段與模型組比較,常規組、納甲組、綜合組的NGF(21 d除外)、bFGF含量上升差異有統計學意義(P<0.05,P<0.05);與常規組比較,納甲組、綜合組NGF含量上升差異無統計學意義(P<0.05),納甲組、綜合組NGF含量比較差異無統計學意義,說明針刺可以促進缺血區NGF蛋白的表達,納甲組、綜合組對升高NGF、bFGF的作用要強于常規組,提示針灸有可能通過促進缺血區NGF、bFGF的表達,從而對腦缺血后損傷的神經元起到修復作用。還有研究觀察電針對高血脂合并腦缺血大鼠血脂及神經生長因子(NGF)的影響。結果顯示,腦缺血前即開始治療可以使NGF含量顯著升高(P<0.01)[19];還有研究顯示,EA、rTMS和EA+rTMS組大鼠梗死灶周圍以及海馬區NGF、BDNF及mRNA的表達增強[18],這與我們的研究結果近似。
我們的研究驗證了針刺可以升高缺血腦區NGF、bFGF的表達,同時降低NSE的表達,從而改善神經元細胞生存的微環境,最終使得腦缺血后內源性神經干細胞增殖,推測這可能是針刺促進神經細胞再生的機理之一。
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1006-3250(2017)01-0063-05
2016-10-10
甘肅省財政廳基本科研業務費專項資金項目(2010-6)
王亞軍(1970-),男,陜西西安人,副教授,醫學博士,從事針灸治療老年病的臨床療效評價與實驗機理研究。