依達拉奉聯合缺血后處理對大鼠腦缺血再灌注損傷的影響

王穎 周紅群 殷梅 繆薇 朱榆紅

[摘要] 目的 探討依達拉奉（Eda）與缺血后處理（IP）聯合使用后對腦缺血再灌注損傷（I/R）的影響，并與單獨應用IP比較，評價Eda聯合IP是否能對I/R產生疊加保護作用。 方法 選擇SD大鼠36只，根據隨機數字表法將其分為對照組（I/R組）、IP組、IP+Eda組，每組12只。I/R組采用線栓法建立大鼠I/R模型，IP組采用線栓法建立大鼠I/R模型的同時給予IP干預，IP+Eda組采用線栓法建立大鼠I/R模型的同時給予Eda和IP干預。術后48 h對大鼠進行神經功能缺損評分、腦梗死體積測定;采用熒光定量PCR、Western blot、免疫組化法檢測大鼠腦組織中血管緊張素Ⅱ1型和2型受體（AT1、AT2）的表達;檢測各組大鼠超氧化物歧化酶（SOD）抑制率。 結果 與I/R組比較，IP+Eda組和IP組神經功能缺損評分降低，大鼠腦梗死體積縮小，AT1、AT2的mRNA和蛋白相對表達量降低，AT1、AT2陽性細胞數減少，SOD抑制率升高，差異有統計學意義（P < 0.01或P < 0.05）。IP+Eda組與IP組比較，上述指標差異均無統計學意義（P > 0.05）。 結論 IP+Eda組能對大鼠I/R產生保護作用，但兩者聯合后并不會產生疊加的保護效應。

[關鍵詞] 腦缺血/再灌注損傷;依達拉奉;缺血后處理;血管緊張素Ⅱ1型受體;血管緊張素Ⅱ2型受體

[中圖分類號] R54? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-7210（2020）02（b）-0013-05

Effect of Edaravone combined with ischemic postconditioning on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats

WANG Ying? ?ZHOU Hongqun? ?YIN Mei? ?MIAO Wei? ?ZHU Yuhong

Department of Neurology， the Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University， Yunnan Province， Kunming? ?650031， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of Edaravone （Eda） combined with ischemic postconditioning （IP） on cerebral ischemia-reperfusion injury （I/R）， and to evaluate whether Eda combined with IP have superimpose protective effects on I/R compared with IP alone. Methods Thirty-six SD rats were selected and divided into the control group （I/R group）， IP group and IP+Eda group according to the random number table method， with 12 rats in each group. The rat I/R model was established in the I/R group by suture method. The rat I/R model was established by suture method in the IP group with IP intervention. The rat I/R model was established by suture method in the IP+Eda group with Eda and IP intervention. At 48 h after the operation， the rats were evaluated for neurological deficits and the volume of cerebral infarction was measured. By fluorescence quantitative PCR， Western blot and immunohistochemical method the expression of tissue angiotensin Ⅱ with type 1 and type 2 receptor （AT1， AT2） in the rat brain tissue was detected. The inhibition rate of superoxide dismutase （SOD） of rats in each group was detected. Results Compared with I/R group， IP+Eda group and IP group showed a decrease in neurological deficit score， a decrease in cerebral infarction volume， a decrease in mRNA and protein expression of AT1 and AT2， a decrease in the number of AT1 and AT2 positive cells， and an increase in SOD inhibition rate， with statistically significant differences （P < 0.01 or P < 0.05）. There was no significant difference in the above indicators between the IP+Eda group and the IP group （P > 0.05）. Conclusion The IP+Eda group can protect rat I/R， but the combination of the two groups does not produce a superimposed protective effect.

[Key words] Cerebral ischemia-reperfusion injury; Edaravone; Ischemic postconditioning; Angiotensin Ⅱ type 1 receptor; Angiotensin Ⅱ type 2 receptor

腦缺血/再灌注損傷是一個包括興奮性氨基酸毒性、自由基及脂質過氧化、線粒體功能障礙、鈣離子超載、炎癥、細胞凋亡等在內的多環節病理級聯反應[1-3]。缺血后處理，即組織器官缺血后，在較長時間的再灌注之前進行反復、短暫的再灌注/缺血處理，使長期缺血的組織器官在恢復血流后即刻被充血這一過程受到干擾，進而有效調動機體內源性保護機制以減輕腦缺血再灌注損傷的一種處理措施[4-6]。然而，已有文獻報道[7]，一旦腦缺血再灌注損傷的級聯損傷反應啟動，缺血后處理的腦保護作用一方面無法同時對抗諸多的病理因素，另一方面還會使自身的神經保護作用受到限制。基于此，本研究考慮在缺血后處理的基礎上，聯合一種外源性神經保護制劑，以求達到更好的腦保護效應。依達拉奉是臨床常用的一種自由基清除劑，通過靜脈給藥可以快速到達腦和脊髓內，清除具有細胞毒性的自由基團，是一種外源性保護機制，具有良好的腦保護作用[8-11]。本研究旨在聯合依達拉奉和缺血后處理兩種內、外源性保護措施，共同對抗腦缺血再灌注損傷，觀察及評價兩者聯合后能不能協同作用，較單獨使用缺血后處理發揮更有效的神經保護作用并探討其相關機制，為臨床聯合使用神經保護方法對抗腦缺血再灌注損傷提供必要的理論及實驗依據。

1 材料與方法

1.1實驗動物和分組

健康雄性SD大鼠36只，SPF級，質量260～280 g。由北京維通利華實驗動物技術有限公司提供[合格證號：SYXK（京）2017-0033]。將大鼠按照隨機數字表法分為對照組（I/R組）、缺血后處理組（IP組）、依達拉奉聯合缺血后處理組（Eda+IP組），每組12只大鼠。本研究通過昆明醫科大學第二附屬醫院動物實驗倫理委員會批準。

1.2 實驗動物處理方法

1.2.1 大鼠大腦中動脈栓塞模型的建立? 給大鼠氣管插管，呼吸機（瑞沃德）輔助呼吸，1%～2%恩氟烷混合70%N2O及30%O2吸入麻醉。從頸外動脈將直徑0.26 mm線栓插入18～20 mm，至大鼠大腦中動脈起始處。2 h后拔出線栓，實現再灌注。48 h后按照Belayev的12評分法對大鼠進行神經功能缺損評分[12]。

1.2.2 缺血后處理? IP組和IP+Eda組大鼠在拔除線栓后，即刻用微型動脈夾夾閉雙側頸總動脈阻斷血流10 s，開放動脈夾恢復血流10 s，即為1次缺血后處理操作。之后采用相同方式，一共進行5個循環缺血后處理操作。

1.2.3 缺血后處理后的給藥? IP+Eda組大鼠于缺血后處理后即刻、12 h、24 h分3次按5 mg/kg經腹腔注射依達拉奉（吉林省博大制藥有限責任公司，生產批號：02-1800082）。其他組大鼠于相同時間點腹腔內注射1 mL 0.9%生理鹽水。

1.3 腦梗死體積的測量

大鼠于再灌注48 h后，將鼠腦置于腦切片模具中切片，后置于2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染液中10 min，用Image-Pro Analysis Software 6.0圖像分析系統計算腦梗死體積。

1.4 熒光定量PCR分析

大鼠再灌注48 h后取出梗死區腦組織，加入1 mL Trizol提取總RNA。依據Revert Aid First Strand cDNA Synthesis Kit（Thermo Scientific，K1621）操作說明合成cDNA，在聚合酶作用下進行擴增。根據大鼠血管緊張素Ⅱ1型受體（AT1）和血管緊張素Ⅱ2型受體（AT2）目的基因的mRNA序列，應用beacon designer 7.90設計Q-PCR引物，引物序列為，AT1 上引物：5′-AATGACAATCACCACCAA-3′下引物：3′-GCAGG-CACAGTTACATAT-5′;AT2 上引物：5′-AATGATG-AATGCCAACAC-3′，下引物：3′-TCTGCTGAAGACC-AATAG-5′;β-actin上引物：5′-GTGTTGGCATAGAGGTCTT-3′下引物：3′-TATGGAATCCTGTGGCATC-5′。擴增條件如下：95℃ 10 min，然后以95℃ 15 s、60℃ 60 s為1個循環，共進行40個循環。最后依據Maxima？誖RSYBR Green/ROX qPCR Master Mix（2X）試劑盒（Kapa，KK4601）操作說明進行熒光定量PCR檢測。

1.5 Western blot檢測

大鼠再灌注48 h后取梗死區腦組織，將其剪碎并在冰上充分研磨，加入RIPA裂解液冰浴30 min，離心半徑8 cm，4℃，以12 000 r/min離心5 min，取上清液，按常規方法依次進行蛋白濃度測定、電泳分離蛋白、轉膜，封閉，加入1∶800 AT1（Abcam，ab18801），1∶1000 AT2（Abcam，ab92445），1∶1000 β-actin（北京中杉金橋生物技術有限公司，TA-09）4℃孵育過夜。第2天加入二抗室溫孵育1 h后顯影，Bio-Rad膜成像系統進行半定量分析。

1.6 免疫組織化學檢測

大鼠再灌注48 h后，4%多聚甲醛[溶于0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液（PBS），pH=7.4]灌注大鼠后取腦，固定于4%多聚甲醛PBS溶液48 h。隨后用石蠟包埋、切片，SP法進行免疫組化染色。AT1和AT2一抗濃度均為1∶200，陰性對照用PBS代替。AT1和AT2陽性細胞呈棕褐色。在大鼠缺血側大腦半球梗死灶周圍，光鏡下（20×）選取連續3個視野，計數陽性細胞數，計算平均值。

1.7 超氧化物歧化酶（SOD）抑制率檢測

大鼠再灌注48 h后取梗死區腦組織，按組織重量以1∶9比例加入9倍生理鹽水，剪碎組織，冰浴勻漿，離心半徑8 cm，以3000 r/min離心10 min，取上清液，測定蛋白濃度。按SOD測定試劑盒（南京建成生物工程研究所，A001-3）檢測并計算樣本SOD的抑制率。

1.8 統計學方法

采用SPSS 18.0統計學軟件對所得數據進行分析，計量資料采用均數±標準差（x±s）表示，進行正態性檢驗和方差齊性檢驗，若滿足正態性分布且方差齊，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠腦梗死體積比較

IP+Eda組及IP組大鼠腦梗死體積和神經功能缺損評分均較I/R組減少，差異有統計學意義（P < 0.01或P < 0.05）。IP+Eda組大鼠腦梗死體積及神經功能缺血評分與IP組比較，差異無統計學意義（P > 0.05）。見圖1。

2.2各組大鼠AT1和AT2 mRNA及蛋白相對表達量比較

IP+Eda組與IP組大鼠AT1 mRNA和蛋白相對表達量及AT2 mRNA和蛋白相對表達量均較I/R組明顯降低，差異有統計學意義（P < 0.01或P < 0.05）。IP+Eda組AT1及AT2 mRNA和蛋白的相對表達量與IP相比較，差異無統計學意義（P > 0.05）。見圖2～3。

A：各實驗組AT1蛋白和β-actin條帶;B：各實驗組AT1 mRNA相對表達量;C：各實驗組AT1蛋白相對表達量。*P < 0.05，**P < 0.01。AT1：血管緊張素Ⅱ1型受體

2.3 各組大鼠AT1和AT2陽性細胞比較

各組大鼠缺血側腦組織均可見AT1、AT2陽性細胞，主要分布在梗死灶周圍。IP+Eda組與IP組的AT1、AT2陽性細胞數明顯少于I/R組，差異有統計學意義（P < 0.01或P < 0.05）。IP+Eda組AT1、AT2陽性細胞數與IP組比較，差異無統計學意義（P > 0.05）。見圖4、圖5（封四），圖6。

2.4 各組大鼠SOD抑制率的比較

IP+Eda組與IP組SOD抑制率明顯高于I/R組，差異有高度統計學意義（P < 0.01）。IP+Eda組SOD抑制率與IP組比較，差異無統計學意義（P > 0.05）。見圖6。

3 討論

腎素-血管緊張素系統（renin-angiotensin system，RAS），也被稱為腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS），分布于腎臟、腎上腺、心臟、脈管系統，在體內是一種重要的激素及體液調節系統，可產生強烈的縮血管效應及促血管增生作用，負責血壓、體液和電解質平衡以及全身血管阻力的調節[13]。自從Detlev Ganten證實腦內也存在獨立的RAS后，RAS與神經系統之間的關系便成為研究熱點之一，現已發現RAS在神經系統疾病的發生、發展過程中發揮了關鍵的效應[14]。李蓓華等[15]發現在血管性癡呆大鼠的血漿和腦組織中，腎素活性及血管緊張素轉換酶Ⅱ的水平有明顯的升高，證實RAS在腦血管病的發生過程中有重要的作用。Gebre等[16]證實針對目標性的RAS給予血管緊張素轉換酶抑制劑干預后，可減少腦內淀粉樣斑塊的沉積，使阿爾茨海默癥患者從中受益。

在RAS中，腎素將血管緊張素原分解，產生無活性的血管緊張素Ⅰ，隨后在血管緊張素轉化酶的作用下轉化為血管緊張素Ⅱ。血管緊張素Ⅱ是一種血管活性物質，主要有兩種G蛋白偶聯受體，分別是AT1和AT2。在腦缺血事件發生后，AT1受體和AT2受體與血管緊張素Ⅱ結合，一方面過度收縮血管，干擾顱內血管循環的代償功能;另一方面，參與氧化應激反應[17-19]。氧化應激反應是腦缺血/再灌注損傷過程中一種明確的病理機制，在這個過種中超氧陰離子（O2-）的大量生成是其基本特征。血管緊張素Ⅱ與其受體結合后，通過增加脈管系統中O2-陰離子的水平加速內皮功能障礙;同時還有效活化還原型輔酶Ⅱ氧化酶，促進腦細胞中的線粒體活性氧的生成，加重腦缺血再灌注損傷[20]。Wang等[21]報道缺血后處理可通過調節AT1的表達來減輕心肌梗死后冠狀動脈和間質的纖維化。Zhang等[22]發現依達拉奉可通過減少AT1和AT2的表達來緩解心臟功能障礙。而本研究中也顯示了依達拉奉聯合缺血后處理可明顯減輕腦缺血/再灌注損傷，表現為大鼠腦缺血/再灌注損傷后腦梗死體積和神經功能缺損評分的下降，AT1和AT2表達的減低及SOD抑制率的上升。

但遺憾的是，依達拉奉聯合缺血后處理并沒有表現出明顯的神經保護協同作用，兩者聯合后的神經保護作用與單獨應用缺血后處理相似。可能的原因為腦缺血/再灌注損傷后的病理級聯反應涉及到一系列的機制，而氧化應激反應僅是“冰山一角”，依達拉奉聯合缺血后處理可能無法同時對抗包括炎性反應、細胞凋亡、線粒體損傷在內的病理機制，但究竟是其中的哪一種病理機制影響了聯合保護效應，還需要在未來的研究中繼續探索。

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（收稿日期：2019-10-09? 本文編輯：顧家毓）