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丹参酮_A对局灶性脑缺血大鼠COX_2_PGI2以及TXA2含量的影响

2013-01-03 3页 pdf 156KB 33阅读

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丹参酮_A对局灶性脑缺血大鼠COX_2_PGI2以及TXA2含量的影响 ·论著· 丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠COX-2、 PGI2以及TXA2含量的影响 何 治 游 艳 姚 岚 袁 丁 【摘要】 目的 探讨丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠脑组织环氧化酶2(COX-2)及其下游产 物含量的影响。方法 46只SD大鼠随机分为假手术(S)组(n=10)、缺血模型(I)组(n=11)和丹参 酮Ⅱ-A低(T1)(n=12,丹参酮Ⅱ-A腹腔预注射1周,每日2mg/kg)、高(T2)(n=13,丹参酮Ⅱ-A腹 腔预注射1周,每日4mg/kg)剂量预防组。采用持续性大脑中动脉线栓法制作局灶性脑缺血模型。...
丹参酮_A对局灶性脑缺血大鼠COX_2_PGI2以及TXA2含量的影响
·论著· 丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠COX-2、 PGI2以及TXA2含量的影响 何 治 游 艳 姚 岚 袁 丁 【摘要】 目的 探讨丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠脑组织环氧化酶2(COX-2)及其下游产 物含量的影响。方法 46只SD大鼠随机分为假手术(S)组(n=10)、缺血模型(I)组(n=11)和丹参 酮Ⅱ-A低(T1)(n=12,丹参酮Ⅱ-A腹腔预注射1周,每日2mg/kg)、高(T2)(n=13,丹参酮Ⅱ-A腹 腔预注射1周,每日4mg/kg)剂量预防组。采用持续性大脑中动脉线栓法制作局灶性脑缺血模型。 持续栓塞3h后进行神经行为学评分,6h后断头取脑,干湿重法求出脑组织含水量,ELISA法测定 脑组织中COX-2、6-酮前列腺素F1α(6-keto-PGF1α)、血栓素B2(TXB2)含量。结果 与I组相比, T1、T2组神经功能损伤改善,脑组织含水量减少,COX-2、6-keto-PGF1α和TXB2的产生呈剂量依赖 性的降低(P<0.01)。结论 抑制COX-2及其下游产物TXA2、前列环素(PGI2)可能是丹参酮Ⅱ-A 保护局灶性脑缺血大鼠神经功能的作用机制之一。 【关键词】  丹参酮Ⅱ-A;局灶性脑缺血;环氧化酶2;前列环素;血栓素A2 【中图分类号】 R965  【文献标识码】 A  【文章编号】 0253-3685(2012)05-0506-03 Effect of tanshinoneⅡ-A on the contents of COX-2,PGI2and TXA2in rats with focal cerebral ischemia HE Zhi,YOU Yan,YAO Lan,et al.Medical School of Three Gorges University,Yichang 443002, CHINA 【Abstract】 Objective  To investigate the effect of tanshinoneⅡ-A on the contents of cyclooxygenase 2(COX-2),prostacyclin(PGI2)and thromboxane A2(TXA2)in rats with focal cerebral ischemia in vivo.Methods Forty-six SD rats were divided into four groups of S(10rats,sham operation),I(11rats,ischemic model),T1(12rats,pretreated by intraperitoneal injection of tanshinoneⅡ-A 2mg·kg-1·d-1 for 7days)and T2(13rats,pretreated by intraperitoneal injection of tanshinoneⅡ-A 4mg·kg-1·d-1 for 7days).Focal cerebral ischemia model was established by permanent middle cerebral artery occlusion(pMCAO).Neurology deficit score was evaluated at 3h after pMCAO.All animals were sacrificed for measuring water content of brain tissue by the wet and dry weight method and detecting the contents of COX-2,6-keto-PGF1αand TXB2in the hippocampus by ELISA at 6hafter pMCAO.Results Compared with group I,neurological deficit score was improved,water content of brain tissue was reduced and COX-2,6-keto-PGF1αand TXB2 were decreased in a dose-dependent manner in groups of T1and T2(P<0.01).Conclusion  The neuroprotective effect of tanshinoneⅡ-A on focal cerebral ischemia rats is partly due to its inhibition of the contents of COX-2,PGI2and TXA2. 【Key words】   TanshinoneⅡ-A;Focal cerebral ischemia;Cyclooxygenase 2;Prostacyclin; Thromboxane A2 [Jiangsu Med J,March 2012,38(5):506-508.]   基金项目:湖北省教育厅自然科学研究中青年项目 (Q20101206);宜昌市科学技术与开发项目(A01301-02) 作者单位:443002 湖北省,三峡大学医学院药理教研室 (何 治、游 艳、袁 丁),生物技术研究中心(姚 岚)   丹参酮是我国传统中药丹参脂溶性成分的代 物质,具有清除氧自由基、改善微循环、钙拮抗、抑制 中性粒细胞的游走、抗癌及保护血管内皮细胞等广 泛的药理作用,现已成为研究的热点[1,2]。目前已 发现丹参酮有10多种单体,其中以丹参酮Ⅱ-A的 研究最多。我们前期研究工作表明,丹参酮Ⅱ-A可 通过抑制氧化应激和兴奋性氨基酸的毒性作用从而 对局灶性脑缺血大鼠发挥神经保护作用[3]。本研究 在前期工作的基础上,利用大鼠局灶性脑缺血模型 观察丹参酮Ⅱ-A对环氧化酶2(COX-2)及其下游产 物的影响,以进一步探讨丹参酮Ⅱ-A对脑缺血保护 的具体作用机制。 ·605· 江苏医药2012年3月第38卷第5期 Jiangsu Med J,March 2012,Vol 38,No.5 材料与方法 一、材料 46只雄性SD大鼠,体重180-220g,由华中科 技大学同济医学院实验动物中心提供。丹参酮 Ⅱ-A(纯度>98%)购自西安冠宇生物技术有限公 司;COX-2、6-酮前列腺素F1α(6-keto-PGF1α)和血 栓素B2(TXB2)的ELISA试剂盒均购自上海西唐 科技有限公司;蛋白定量试剂盒(考马斯亮兰法)购 自南京建成生物公司。Tecan Genios多功能 酶标仪。 二、方法 1.实验动物分组和模型制备 将SD大鼠随机 分为4组:假手术(S)组(n=10),局灶性脑缺血模 型(I)组(n=11),丹参酮Ⅱ-A低剂量预防(T1)组 (n=12),丹参酮Ⅱ-A高剂量预防(T2)组(n=13)。 局灶性脑缺血动物模型的制备:采用Longa等[4]方法 并予改良的大脑中动脉线栓法(MCAO)制备大鼠持 续性局灶性脑缺血模型。10%水合氯醛(0.35ml/ 100g)腹腔麻醉大鼠,依次分离右侧颈总、颈外、颈 内和翼鄂动脉,结扎右侧颈外和翼鄂动脉,在靠近颈 外、颈内分动脉叉处由颈总动脉沿颈内动脉缓慢插 入直径0.26-0.28mm的尼龙栓线,深度约为1.8- 2.0cm。S组栓线插入深度为1.0cm,其余步骤同 I组。持续栓塞6h,动物苏醒后出现血管栓塞的同 侧 Hornor征和对侧肢体运动障碍即为模型成功。 T1、T2组分别在术前7d每日腹腔注射丹参酮Ⅱ-A 2mg/kg或4mg/kg,第8天开始手术。 2.神经行为学评分 参考Longa等[4]的6级 评分法在术后3h进行评分:0分,无神经损伤症 状;1分,不能完全伸展对侧前爪;2分,向栓塞对 侧转圈;3分,向对侧倾倒;4分,不能自发行走,昏 迷;5分,死亡。 3.脑组织含水量测定 术后6h用10%水合 氯醛重新麻醉大鼠,断头取脑,左右脑分开,取右脑, 去除小脑和低位脑干、嗅球,立即称湿重。然后将脑 组织烘干(105℃,24h),再次称重,按照干湿重法求 出脑组织含水量。脑组织含水量按照如下公式计 算:脑组织含水量(%)=(脑湿重-脑干重)/脑湿重 ×100%。 4.COX-2、6-keto-PGF1α、TXB2含量测定 用 ELISA法测定海马组织中COX-2、TXB2和6-Keto- PGF1α含量,所有步骤均按照试剂盒说明书进行。 三、统计学处理 采用SPSS 12.0软件进行统计,计量数 据用均数±差(珚x±s)表示,多组间均数比较 采用 ANOVA及LSD法,P<0.05为差异有统计 学意义。 结 果 一、丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠神经行为 评分的影响 S组无明显神经功能缺损,评分均为0分;I组 均有不同程度的神经功能缺损,评分均在3分以上, 与S组比较有统计学差异(P<0.01);T1、T2组提 尾时不能伸展对侧前肢,评分均在2分以下,与I组 比较有统计学差异(P<0.01)(表1)。 二、丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠海马组织 含水量的影响 I组海马组织含水量较S组升高(P<0.01); T1、T2组海马组织含水量较I组降低(P<0.05或 P<0.01),而且呈剂量依赖性(表1)。 表1 各组神经行为评分及海马组织含水量(珚x±s) 组别 只数 神经行为评分(分) 海马组织含水量(%) I组 5  3.80±0.75a 82.29±1.52a T1组 5  1.75±0.45c  80.18±0.67b T2组 5  1.15±0.37c  77.08±0.50c S组 5  0  77.28±0.18   与S组比较,aP<0.01 与I组比较,b P<0.05 c P<0.01 三、丹参酮Ⅱ-A对局灶性脑缺血大鼠海马组织 COX-2、TXB2、6-Keto-PGF1α含量的影响 I组 COX-2、TXB2 含 量 均 较 S 组 增 加 (P<0.01),T1、T2组COX-2、TXB2含量均较I组 降低(P<0.05或P<0.01),且呈剂量依赖性;I组 6-Keto-PGF1α含量较S组亦增加,但无统计学意 义,T1、T2 组 6-Keto-PGF1α 含 量 较 I组 增 加 (P<0.05或P<0.01);I组 TXB2/6-Keto-PGF1α 比值高于S组,T1、T2组 TXB2/6-Keto-PGF1α比 值低于I组(表2)。 表2 各组海马组织COX-2、TXB2、6-Keto-PGF1α含量(珚x±s) 组别 只数 COX-2 (pg/mg蛋白) TXB2 (pg/mg蛋白) 6-Keto-PGF1α (pg/mg蛋白) I组 6  47.34±8.17a 290.85±56.18a 51.35±8.14 T1组 7  40.42±9.89b  180.21±23.51c  68.99±17.23b T2组 8  27.48±8.69c  158.47±41.76c  89.41±20.37c S组 5  12.84±3.54  94.37±19.11  45.38±8.88   与S组比较,aP<0.01 与I组比较,b P<0.05 c P<0.01 ·705·江苏医药2012年3月第38卷第5期 Jiangsu Med J,March 2012,Vol 38,No.5 讨 论 环氧化酶(COX)是前列腺素(PG)和血栓素 (TX)合成中的限速酶,有两种同工酶 COX-1和 COX-2。COX-1是体质性的,在多种细胞均有表 达,可产生与正常细胞功能有关的PG[5]。COX-2 是诱生型的,正常时仅在一些细胞(如神经元)低水 平表达。近年来的研究表明,COX-2在脑缺血的病 理生理过程中发挥重要作用,脑缺血后COX-2在神 经元、脑血管内皮细胞和脑组织其他细胞中均有明 显表达,其水平上升并损伤组织,其作用可能与活性 氧和毒性PGs的产生有关[6]。一方面,COX-2介导 的花生四烯酸代谢过程中产生大量的超氧化物可能 与一氧化氮反应形成强氧化性的过氧化硝基化合 物,造成对组织的损害;另一方面,COX-2介导产生 的大量PGs可引起炎症反应并介导炎症细胞毒性。 COX-2介导产生的TXA2是一种作用强烈的缩血 管因子,可促进血小板聚集,诱发血栓形成,进一步 加重脑缺血损伤。花生四烯酸另外一种代谢产物前 列环素(PGI2)是由血管壁内皮细胞合成并释放的 一种抗血小板聚集且舒张血管的生物活性物质,可 使微血管舒张、局部血流量增加,它主要是通过 COX-1、COX-2形成PGH2,再经过PGI2合成酶催 化形成。TXA2和PGI2生物半衰期均很短,可迅 速代谢生成稳定的产物—TXB2和6-Keto-PGF1α。 因此,各种研究均采用测定TXB2和6-Keto-PGF1α 来反映TXA2和PGI2的变化水平[7]。 TXA2和PGI2之间的动态平衡是调控血管壁 紧张度、血小板功能及血管壁细胞迁移生长的重要 因素。由于在脑缺血期间脑组织产生的大量氧自由 基损伤血管内皮细胞,抑制PGI2合成酶,使PGI2 合成相对不足,而 TXA2合成酶过度激活,导致 TXA2/PGI2比例失调,引起血小板、白细胞及纤维 蛋白沉积物等嵌顿、堵塞毛细血管,缺血区域的血液 停滞,脑组织微循环障碍,从而加重脑损伤。本研究 结果显示,脑组织中TXA2含量和TXA2/PGI2比 值在缺血后均增高,而丹参酮Ⅱ-A预处理后的组织 中TXA2含量和TXA2/PGI2比值较缺血组降低。 综上所述,丹参酮Ⅱ-A预处理可减轻局灶性 脑缺血损伤,改善神经功能,且这种作用与丹参酮 Ⅱ-A剂量有一定的关系。其机制可能是丹参酮 Ⅱ-A在局灶性脑缺血过程中通过抑制 COX-2表 达而改善TXA2/PGI2动态平衡和微循环障碍,从 而减轻脑缺血损害。 参 考 文 献 [1] Han JY,Fan JY,Horie Y,et al.Ameliorating effects of compounds derived from Salvia miltiorrhiza root extract on microcirculatory disturbance and target organ injury by ische- mia and reperfusion[J].Pharmacol Ther,2008,117(2):280- 295. [2] Zhang Y,Wei L,Sun D,et al.Tanshinone IIA pretreatment protects myocardium against ischaemia/reperfusion injury through the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt-dependent pathway in diabetic rats[J].Diabetes Obes Metab,2010,12 (4):316-322. [3] 何治,潘志红,鲁文红.丹参酮ⅡA对血管性痴呆大鼠的神经保 护作用机制[J].中国中药杂志,2010,35(14):1883-1886. [4] Longa EZ,Weinstein PR,Carlson S,et al.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J]. Stroke,1989,20(1):84-91. [5] Andreasson K.Prostaglandin signalling in cerebral ischaemia [J].Br J Pharmacol,2010,160(4):844-846. [6] Kim EJ,Raval AP,Hirsch N,et al.Ischemic preconditioning mediates cyclooxygenase-2expression via nuclear factor-kappa B activation in mixed cortical neuronal cultures[J].Transl Stroke Res,2010,1(1):40-47. [7] 吴会生,郭培培,尚游,等.氟比洛芬酯预处理对大鼠全脑缺血/ 再灌注时脑组织 TXA2/PGI2的影响[J].中国药理学通报, 2009,25(9):1176-1180. (收稿日期:2011-06-24) (供稿编辑:傅友军) ·805· 江苏医药2012年3月第38卷第5期 Jiangsu Med J,March 2012,Vol 38,No.5
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