天麻鉤藤飲對腦缺血模型大鼠皮層組織中Nrf2／HO-1信號通路的影響

王艷旭 ，李世舉 ，鐘曉勇 ，梁 暉 ，劉建忠

（1.福建中醫藥大學附屬人民醫院，福建 福州 350004；2.福建中醫藥大學附屬第二人民醫院，福建 福州 350003）

腦梗死是導致全球人口死亡的三大疾病之一，具有高發病率、高病死率及高致殘率的特點，不僅嚴重危害人民的健康和生活質量，同時也給患者及其家庭和國家帶來沉重的醫療、經濟和社會負擔。目前治療腦梗死最有效的方法是血管再通治療［1］，但血管再通后存在缺血再灌注損傷，該過程引發氧自由基損傷、鈣離子內流等病理過程，往往會加重腦梗死并引發一系列腦梗死后遺癥，因此各類神經保護制劑的研發及應用一直是臨床研究的熱點［2-6］，而中醫藥因其多靶點、多途徑等優勢在治療缺血再灌注損傷方面發揮著重要作用，也受到越來越多關注［5］。本課題組前期研究表明，天麻鉤藤飲具有抗氧化作用，它不僅能升高谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（CAT）水平，清除過多的氧自由基，還能降低丙二醛（MDA）、氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）水平，減輕腦梗死后的氧化應激反應［7-8］，但其具體抗氧化分子作用機制仍需進一步闡明。核因子E2相關因子2（Nrf2）／血紅素加氧酶1（HO-1）信號通路是內源性抗氧化應激的重要途徑，Nrf2／HO-1信號通路的激活可以減輕腦缺血再灌注損傷，有利于腦缺血神經細胞功能的恢復［4，9］。 因此本研究擬從 Nrf2 ／HO-1 信號通路探討天麻鉤藤飲治療急性腦梗死的分子機制，以期為該方劑在臨床推廣應用奠定扎實的理論基礎。

1 實驗材料

1.1 實驗動物 選擇SPF級雄性SD大鼠40只，體質量（300±20）g，由上海斯萊克實驗動物責任有限公司提供，生產許可證號：SCXK（滬）2017-0005，恒溫恒濕，飼養于福建中醫藥大學動物實驗中心。

1.2 實驗藥物 天麻鉤藤飲組方：天麻9 g，鉤藤（后下）12 g，石決明（先煎）20 g，山梔子 9 g，黃芩 9 g，川牛膝 15 g，杜仲 15 g，益母草 15 g，桑寄生 15 g，夜交藤15 g，茯神12 g，炙甘草3 g。由福建中醫藥大學附屬人民醫院中藥房制備，最終藥物濃度為3 g／mL。

1.3 實驗試劑和儀器 全反式維甲酸（美國Sigma公司）；AB204-N 電子天平（梅特勒公司）；HO-1、Nrf2兔抗人多克隆抗體（美國Santa Cruz公司）；β-actin（美國CST公司）；BH-2系統顯微鏡（日本OLYMPUS公司）；PCR儀、Gel DOC 2000凝膠成像系統、APC 300電泳儀、水平電泳槽（美國BioRad公司）。

2 實驗方法

2.1 分組和造模 采用隨機數字表法將40只SD大鼠分為假手術組、模型組、天麻鉤藤飲組、阻斷劑組，每組10只。采用線栓法制備大鼠大腦中動脈局灶性腦缺血再灌注模型。具體方法如下：應用10%水合氯醛按0.35 g／kg腹腔注射麻醉大鼠，麻醉后固定于定位儀上，切開右側頸部皮膚，分離并在根部結扎頸外動脈，從右側頸總動脈分叉下方約3～4 mm處剪一“V”型小口，將3 cm尼龍線插入，當有阻力時停止插入，此時尼龍線進入頸內動脈約為18 mm，待缺血90 min后撥出線栓再灌注，固定尼龍線并縫合皮膚。大鼠造模蘇醒后出現以下現象說明模型制備成功：缺血對側前爪不能伸直，出現轉圈現象，行走時身體向偏癱側傾倒。假手術組將正常SD大鼠麻醉后固定于定位儀上，切開右側頸部皮膚，只分離、暴露血管，不結扎頸外動脈，不插入尼龍線，縫合皮膚。

2.2 干預 天麻鉤藤飲組自造模成功后3 h內開始灌服天麻鉤藤飲混懸液15 g／（kg·d），每日2次。阻斷劑組在天麻鉤藤飲灌胃的基礎上（方式同天麻鉤藤飲組），腹腔注射全反式維甲酸［30 mg／（kg·d），溶于二甲基亞砜中］，每日2次。假手術組和模型組于同一時間點開始灌服生理鹽水，每次1 mL，每日2次。4組均連續灌服3 d。

2.3 神經功能評分 造模后及術后每天均采用盲法記錄神經功能缺損評分，評分標準按Zea Longa的五級4分法標準［10］，0分：無神經功能缺損癥狀；1分：輕微神經功能缺損，不能完全伸展對側前爪；2分：中度局灶性神經功能缺損，向對側轉圈；3分：重度局灶性神經功能缺損，行走時向對側傾倒；4分：不能自行行走或昏迷。動物蘇醒后評分在1～4分者為有效模型，評分＜1者或在取腦時發現顱內有血塊和Willis環有血栓者予以剔除。

2.4 HE染色 將大鼠腦組織用多聚甲醛灌注后固定48 h，常規石蠟包埋后切片，依次脫蠟、脫水、蘇木素及伊紅染色，脫水后透明中性樹膠封片，置于顯微鏡下觀察腦組織病理形態學變化。

2.5 RT-PCR檢測腦梗死側皮層組織Nrf2、HO-1mRNA水平 大鼠麻醉后斷頭處死，在冰盤上快速取出腦組織，按TRIZOL試劑盒說明的步驟提取總RNA，通過紫外分光光度計測定RNA濃度，電泳查看RNA的完整性。按照反轉錄試劑盒合成cDNA。Nrf2 上游引物：5’-AACGCTACGACGTGGAGACAG A-3’，下游引物：5’-GTCATGCATTCCACACTGTCC AGA-3’；HO-1 上游引物：5’-AGGTGCACATCCGT GCAGAG-3’，下游引物：5’-CTTCCAGGGCCGTATA GATATGGTA-3’。將制備好的cDNA進行PCR擴增。使用熒光定量PCR儀采集數據，進行PCR定量分析。

2.6 Western blot檢測腦梗死側皮層組織 Nrf2、HO-1蛋白表達 超聲破碎含腦組織的lysis緩沖液，離心取上清液，進行蛋白濃度的測定。取50 ug蛋白進行SDS-PAGE電泳，轉膜，洗膜，5%無脂牛奶封閉，以及一抗、二抗的孵育，顯影。掃描。Image J圖像分析軟件行圖像分析。

2.7 統計學方法 采用SPSS 22.0統計軟件處理數據。計量資料符合正態分布的以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析檢驗，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。

3 結 果

3.1 4組大鼠神經功能評分比較 模型組神經功能評分較假手術組顯著升高（P＜0.05）。天麻鉤藤飲組治療可以降低神經功能評分（P＜0.05），而阻斷劑組可以逆轉天麻鉤藤降低神經功能評分的作用（P＜0.05），見圖 1。

圖1 4組大鼠神經功能評分比較

3.2 大鼠皮質病理形態觀察 假手術組可見神經元胞體較大，多角形（多個突起），核著色淺，胞質可見特征性結構尼氏體。而模型組神經元皺縮，胞質結構不清，胞漿嗜依紅染色增強，尼氏體邊聚或消失，核固縮，有的胞體變形縮小，呈三角形，細胞周圍間隙增寬。天麻鉤藤飲可以在一定程度上減輕缺血再灌注所致的病理損傷，而阻斷劑組則會阻斷天麻鉤藤飲的治療作用，見圖2。

圖2 4組大鼠梗死側皮質HE染色圖（×20）

3.3 4組皮層組織中Nrf2和HO-1 mRNA及蛋白表達水平的影響 天麻鉤藤飲能夠上調大腦皮層組織中Nrf2、HO-1 mRNA及蛋白表達水平（P＜0.05），而應用Nrf2／HO-1通路阻斷劑（全反式維甲酸）則會阻斷天麻鉤藤飲的上調作用（P＜0.05），見圖3、圖4。

圖 3 4組大鼠梗死側皮質Nrf2、HO-1 mRNA表達比較

圖 4 4組大鼠梗死側皮質Nrf2、HO-1蛋白表達比較

4 討論

腦梗死發生時，梗死區域腦組織自由基和其他有害化學基團迅速增多，導致線粒體功能障礙，加重興奮毒性，促進脂質、蛋白質和DNA過氧化損傷和炎癥反應等［11］。因此，氧化應激被認為是腦損傷的基本機制。核轉錄因子Nrf2信號通路是目前發現的細胞抗氧化應答的核心途徑之一，能夠顯著誘導機體的內源性抗氧化應答。Nrf2信號通路的缺失或激活障礙，會加重氧化應激狀態、破壞細胞內正常的氧化還原平衡穩態，導致細胞功能障礙、凋亡，甚至死亡。研究表明，缺血腦組織Nrf2表達顯著上調，多種Nrf2誘導劑在腦缺血后均具有神經保護作用［4］。在大鼠局灶性腦缺血模型研究中發現，Nrf2表達水平上調，同時出現腦梗死體積縮小、腦水腫減輕和神經功能改善，其作用機制可能是通過上調Nrf2，誘導其下游抗氧化酶和解毒酶的表達，從而發揮抗氧化作用［9］。HO-1亦稱熱休克蛋白、是一種拮抗氧化應激的抗氧化酶，是Nrf2調控的下游目的基因，近年來，HO-1的神經系統保護作用越來越受到重視，因為它能通過產生CO和膽紅素發揮腦損傷的抗氧化保護作用。HO-1／膽紅素／CO共同組成了機體不可缺少的內源性保護系統，廣泛參與抗炎與多種急慢性氧化應激損傷，在防止高血壓、動脈粥樣硬化、哮喘等多種疾病中起重要作用［12］。綜上，Nrf2／HO-1信號通路是內源性抗氧化應激的重要途徑，調控Nrf2／HO-1信號通路的表達具有神經保護作用。

天麻鉤藤飲源自《雜病證治新義》，方中天麻、鉤藤為君藥，平肝熄風；石決明為臣藥，與君藥合用，加強平肝熄風之力；杜仲、桑寄生以補益肝腎，以固其本；黃芩、梔子清熱瀉火，瀉肝經之熱；夜交藤、茯神以寧心安神；川牛膝引血下行，益母草活血利水，體現“治風先治血，血行風自滅”之理。諸藥配伍，共奏平肝熄風、清熱活血、補益肝腎之功效。

本研究結果顯示，天麻鉤藤飲可以降低腦缺血大鼠的神經功能評分（P＜0.05），提示天麻鉤藤飲可以改善腦缺血大鼠的神經功能。同時天麻鉤藤飲可以減輕缺血再灌注損傷所致的病理改變，其具體分子作用機制可能與激活了Nrf2／HO-1信號通路有關。此外，鞏敏杰等［13］研究表明，Nrf2表達在腦梗死后呈一個動態變化的過程，梗死后1～2 d腦組織Nrf2表達升高，在第3天左右下降。該結論和本研究結果一致，模型組第3天Nrf2的表達水平與假手術組無差異，而HO-1的高表達持續至第3天；但和模型組比較，在第3天天麻鉤藤飲可以進一步上調Nrf2及HO-1的表達，提示在腦梗死急性期天麻鉤藤飲可能通過持續激活Nrf2／HO-1信號通路而起到保護神經細胞的作用，進而促進神經功能的康復，但其具體作用機制仍需進一步闡明。