二氫楊梅素對間歇低氧大鼠神經系統保護的作用機制

王玲 霍艷慧 張敏 楊馥宇 黃超

(1華北理工大學附屬醫院，河北 唐山 063000；2遵化市人民醫院；3秦皇島市第一醫院)

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)可造成機體損傷，其中神經系統作為主要的靶器官之一〔1〕。OSAHS發病機制為長期慢性間歇性缺氧，缺氧后可引起神經細胞的凋亡進而造成神經系統認知功能的下降〔2〕。活化胱天蛋白酶(Caspase)-9是線粒體凋亡通路的主要凋亡蛋白，激活后可誘導細胞凋亡〔3〕。間歇性缺氧除引起細胞凋亡外，可造成機體氧化應激，是OSAHS機體損傷的另一個重要的病理機制〔4〕。超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)是評估機體氧化應激嚴重程度的重要指標〔5〕。二氫楊梅素(DHM)具有調節細胞凋亡減輕機體氧化應激等多種機制，但在間歇低氧中尚無相關的試驗研究，本實驗通過觀察間歇低氧后及DHM干預后大鼠皮層神經細胞Caspase-9蛋白的表達、細胞的凋亡、SOD活性及MDA含量等的變化，探討DHM對間歇低氧大鼠神經系統保護作用的機制。

1 材料與方法

1.1主要儀器、試劑 Caspase-9兔抗鼠多克隆抗體、PV6001試劑盒及二氨基聯苯胺(DAB)顯色試劑盒由北京博爾西公司提供，TUNEL、 SOD及MDA試劑盒由上海奇源生物公司提供。

1.2實驗動物及分組 成年Wistar雄性大鼠96只〔動物許可證：SCXK(津)2009-0001〕，采用隨機數字表法分為對照(UC)組、5%間歇低氧(IH)組、DHM組，每組又分別分為2 w、4 w、6 w、8 w 4個亞組，每個亞組8只大鼠。

1.3動物模型的制作 5%IH組大鼠低氧箱內首先注入30 s的氮氣，流速控制在10 L/min，使氧濃度降至5%，再注入40 s的空氣，流速同上，使氧濃度升至21%，在注入50 s的空氣，流速降至10 L/min，使氧濃度維持在21%，以上述120 s為周期進行循環。UC組大鼠實驗箱持續給予空氣注入，使試驗箱內的氧濃度為21%，空氣流速壓力控制在0.8 MPa。DHM組實驗大鼠按250 mg/(kg·d)給予DHM灌胃(每日晨起7∶00)，灌胃半小時后與5%IH組大鼠一起放入低氧箱內，3組大鼠每日實驗時間均為8 h，實驗結束后置于相同的飼養環境。

1.4大鼠皮層組織SOD活性及MDA含量的測定 取大鼠皮層組織，進行勻漿、離心后取上清液，整個過程需要在冰浴條件下。應用黃嘌呤氧化酶法對SOD活性進行檢測，應用硫代巴比妥酸法對MDA 含量進行測定，嚴格按照實驗試劑盒操作要求進行。

1.5免疫組織化學法檢測Caspase-9蛋白的表達 固定后的腦組織經透明、切片等步驟進行制片。切片依次進行脫蠟、脫水、H2O2孵育、高壓修復、滴加Caspase-9抗體(1∶500稀釋)，4℃過夜，滴加二抗等，進行DAB 顯色，顯色結束后再次進行脫水、透明等，最后進行封片，于顯微鏡下攝影。

1.6細胞凋亡的測定 TUNEL法：切片進行脫蠟后，依次置于新鮮的H2O2溶液中10 min(室溫，濃度為3%)，TBS漂洗3次，蛋白酶K工作液20 min(37℃)進行反應，TBS漂洗3次，TUNEL工作液滴20 μl 70 min(濕盒中，37℃)進行反應，TBS漂洗3次，封閉液30 min(37℃)進行封閉，20 μl POD-轉化液30 min(濕盒中，37℃)進行反應，TBS漂洗3次，DAB顯色、封片等，最后于顯微鏡下攝影。

1.7統計學處理 采用SPSS20.0軟件進行單因素方差分析。

2 結 果

2.1各組皮層組織SOD活性及MDA含量的比較 與UC組比較，5%IH組及DHY組各個時間點MDA含量增加、SOD活性降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；與5%IH組比較，DHY組各個時間點MDA含量下降，SOD活性升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 各組皮層組織SOD、MDA含量的表達

2.2各組皮層神經細胞Caspase-9蛋白表達比較 與UC組比較，5%IH組及DHY組各個時間點Caspase-9蛋白表達顯著增加(P<0.05)；與5%IH組比較，DHY組各個時間點Caspase-9蛋白表達顯著下降(P<0.05)。見表2、圖1。

圖1 8 w各組皮層神經細胞Caspase-9蛋白的表達(免疫組化，×400)

2.3各組皮層神經元凋亡的變化 UC組各個時間點凋亡細胞較少；與UC組比較，5%IH組及DHY組各個時間點神經細胞凋亡指數顯著增加(P<0.05)；與5%IH組比較，DHY組各個時間點神經細胞凋亡指數顯著下降(P<0.05)。見表2、圖2。

表2 各組皮層神經元凋亡指數及神經細胞Caspase-9蛋白的表達

圖2 8 w各組皮層神經細胞的凋亡情況(免疫組化，×400)

3 討 論

OSAHS是呼吸科睡眠障礙性疾病，隨著人們生活水平的提高，肥胖、血糖升高等問題越來越嚴重，導致OSAHS的患病率明顯升高。OSAHS危害性巨大，長期的慢性間歇性缺氧可造成多系統損害，如心血管系統、腎臟系統、內分泌系統等，甚至危及生命，嚴重影響患者的生活及工作。研究已經證實，OSAHS可引起神經系統損傷，影響認知功能等〔6〕。OSAHS引起神經系統損傷的機制眾多，其中細胞凋亡及氧化應激是重要的兩種致病機制〔7〕。

細胞凋亡是主動性細胞死亡過程，機制復雜多樣，主要由線粒體凋亡通路、死亡受體通路等進行調控，其中線粒體凋亡通路為調控凋亡主要的通路，有多種凋亡因子參與，如Bax、Bcl-2、P53、細胞色素C、Apaf-1、Caspase-9等〔8〕。Caspase-9是線粒體凋亡通路中的重要成員，可激活Caspase-3，引起Caspase依賴性的細胞凋亡。動物實驗證實，間歇低氧損傷后，可使凋亡蛋白Caspase-9表達增加，進而引起細胞發生凋亡〔9〕。OSAHS患者反復的發生上氣道梗阻引起間歇性缺氧，可引起機體發生氧化應激反應。氧化應激可使機體氧化與抗氧化失衡，抗氧化物質增多，產生大量的自由基對機體產生一系列的負面作用。屬于金屬酶的SOD可及時清除機體過量的自由基，使細胞免受自由基的毒害與攻擊，發揮保護作用，因此，SOD活性可評估機體對氧自由基清除的能力。MDA是胞脂中不飽和脂肪酸被自由基氧化后所產生的脂質過氧化產物，脂質過氧化是機體氧化損傷的重要原因，因此測定MDA的含量可反映自由基對機體的損傷嚴重程度〔10〕。本研究結果顯示，5%IH組可引起神經細胞MDA含量、Caspase-9蛋白表達及細胞凋亡指數增加，SOD活性降低，說明間歇低氧損傷可引起神經細胞的凋亡及氧化應激。

DHM廣泛存在于葡萄科屬植物中，藤茶中含量較多，屬于黃酮類化合物，具有抗炎、抗凋亡、抗氧化、抗腫瘤等多種作用〔11〕。研究證實，DHM可通過影響線粒體凋亡通路Caspase-9等的表達進而對小細胞肺癌細胞的凋亡進行調控〔12〕。同樣發現DHM通過抗氧化及抗凋亡機制對神經系統損傷發揮明顯保護作用〔13〕。本實驗結果顯示，通過給予DHM干預后，可使神經細胞MDA含量、Caspase-9蛋白表達及細胞凋亡指數降低，SOD活性增加，說明DHM可改善間歇低氧損傷后細胞的氧化應激反應及抑制細胞凋亡。