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刺五加皂苷对血管性痴呆大鼠脑组织微血管密度及VEGF表达的影响_金露

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刺五加皂苷对血管性痴呆大鼠脑组织微血管密度及VEGF表达的影响_金露 收稿日期:2013 - 01 - 10 基金项目:温州市科技局科技计划项目(Y20080161) 作者简介:金露(1976 -) ,女,浙江温州人,主治医师,硕士,研究方 向:脑血管病的临床与科研。 通讯作者:林燕(1969 -) ,女,浙江温州人,主任医师,硕士研究生 导师,研究方向:神经科疾病的临床与科研。 进细胞外基质在组织中大量堆积,逐渐被结缔组织取代,最 终导致组织纤维化、粘连[7 - 8]。本实验发现:各用药组均能 不同程度改善慢性炎性大鼠输卵管组织结构,减少输卵管 与周围组织的粘连,保持输卵管的通畅性...
刺五加皂苷对血管性痴呆大鼠脑组织微血管密度及VEGF表达的影响_金露
收稿日期:2013 - 01 - 10 基金项目:温州市科技局科技项目(Y20080161) 作者简介:金露(1976 -) ,女,浙江温州人,主治医师,硕士,研究方 向:脑血管病的临床与科研。 通讯作者:林燕(1969 -) ,女,浙江温州人,主任医师,硕士研究生 导师,研究方向:神经科疾病的临床与科研。 进细胞外基质在组织中大量堆积,逐渐被结缔组织取代,最 终导致组织纤维化、粘连[7 - 8]。本实验发现:各用药组均能 不同程度改善慢性炎性大鼠输卵管组织结构,减少输卵管 与周围组织的粘连,保持输卵管的通畅性,且抗炎通络灌肠 方各组疗效较桂枝茯苓丸组、庆大霉素组为好;同时与模型 对照组比较,各用药组输卵管组织 IL - 2、IL - 8、TGF - β1 蛋白的表达明显减少(均 P < 0. 01) ,且抗炎通络灌肠方各 组明显少于桂枝茯苓丸组、庆大霉素组(均 P < 0. 05) ;提示 抗炎通络灌肠方通过下调输卵管组织 IL - 2,IL - 8,TGF - β1的蛋白表达,可控制大鼠慢性输卵管炎症病情的发展,且 疗效好于桂枝茯苓丸组、庆大霉素组。 综上所述,抗炎通络灌肠方对慢性输卵管炎有显著治 疗作用,该作用可能与其改善输卵管周围的血液循环,增加 宫腔局部 SIgA的含量,减少输卵管组织 IL - 2、IL - 8、TGF - β1 的表达有关。 参考文献 [1] 程泾.妇科疑难病现代中医诊断与治疗[M].北京:人民卫生 出版社,2003:864 - 869. [2] 赵广兴,王春田,马宝璋,等.大鼠输卵管炎性不孕症模型的 建立[J].中国比较医学杂志,2004,14(1) :23 - 26. [3] Furr PM,Taylor - robinson D. The establishment and persistence of Uroaplasma urealyticum in oestradiol - treated female mice [J] . Med Microbiol,1989,29(2) :111 - 114. [4] 徐听,梅乾茵,张明瑛.妇科消炎片对大鼠输卵管炎性阻塞影 响的实验研究[J]. 湖北民族学院学报(医学版) ,2002,19 (4) :26 - 28. 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Mehtods:Forty male SD rats were randomly divided into four groups and the multiple infarction animal model of dementia was established by using retrograde intubation in external carotid artery. 7 days later,the Morris water maze behavior was performed to evaluat model test screening,the neurological behavior scores and the HE staining of brain slices were determined in the experi- ment groups. The expressions of VEGF and CD34 by immunohistochemistry(ICH)were semi - quantitatively analyzed by measuring the IOD /Area. The expression of VEGF mRNA was detected by Real - time fluorescence quantitative polymer- ase chain reaction(PCR)method. Results:The average escape latency of model group was significantly longer than those of sham operation group and control group(P < 0. 05). Compared with model group,the average escape latency enhanced ob- viously after the ASS treatment(P < 0. 05). The immunohistochemical results showed that the expressions of CD34 and VEGF were significantly higher in model group and ASS group than that in sham operation group and control group(P < 0. 01). Moreover,the expression of CD34 in ASS group was obviously higher than that in model group(P < 0. 01) ,and the same as VEGF(P < 0. 05). Conclusion:ASS promotes the expression of VEGF in ischemic brain focal area,improves the process of brain injury and recovers the brain functions in rats. Key words:vascular dementia(VD) ;microvessel density(MVD) ;VEGF;Morris Water maze;acanthopanax sentico- cous saponins(ASS) 血管性痴呆(vascular dementia,VD)是指由脑缺血缺氧 所引起的获得性智能损害综合征,是老年期痴呆的主要类 型之一,目前临床预防和治疗尚无突破性进展。刺五加,味 辛、微苦,性温,归脾、肾、心经,有益气健脾,补肾安神之功 效[1]。现代药理学研究发现,刺五加具有免疫功能及中枢 神经系统、心血管系统的调节作用 [2]。因此,本实验在建 立多发性梗死性痴呆动物模型的基础上,观察刺五加皂苷 对模型大鼠脑组织微血管密度及 VEGF 表达的影响,探讨 刺五加皂苷对血管性痴呆的治疗作用,从而为临床治疗提 供实验依据。 1 材 料 1. 1 动物及分组 健康雄性 SD大鼠,10 ~ 12 周龄,体重 250 ~ 300 g,由 上海实验动物中心提供(编号:SCXK(沪)2007 - 0005) ,温 州医学院实验动物中心动物房饲养,造模前经过 Morris 水 迷宫测试筛选淘汰行动慢、反应迟钝的大鼠后,留取 40 只 健康大鼠;随机分为对照组、假手术组、模型组及刺五加皂 苷组。 1. 2 主要仪器与试剂 Morris水迷宫及视频软件(上海吉量生物软件有 限公司) ,Trizol reagent 试剂为 Invitrogen 产品 (批号 100315) ,RT - PCR 试剂盒由 Fermantas 提供 (批号 1007820) ; ;引物及内参照均由上海基康公司提供(批号 1007812)。VEGF兔多克隆抗体、CD34 兔多克隆抗体,北 京博奥森生物科技有限公司(批号 2010532)、兔二抗 PV6000,北京中杉金桥生物技术有限公司(批号 100625)。 1. 3 药物 刺五加皂苷,纯度 85%的粉末,由温州市医药公司购 买(批号 20100724) ;试验时以蒸馏水配制浓度为 0. 5%,经 过 0122 μm孔径滤膜过滤除菌后使用。 2 方 法 2. 1 动物模型制作 大鼠适应性喂养 1 周后,采用颈内动脉注射微小栓子 方法造模,建立多发性梗死性痴呆动物模型[3 - 5]。假手术 组采用同样的手术方法,但未进行微栓子注射。 2. 2 给药 刺五加皂苷组:经胃管给予刺五加皂苷悬液,剂量 1 mL /100 g,每日 1 次,疗程 7 d;同时对照组、假手术组及模 型组:给予等体积的生理盐水,每日 1 次,疗程 7 d。 2. 3 动物模型成功的判断 7 d后行 Morris水迷宫实验,连续训练 5 d。取第 5 d 对照组大鼠逃避潜伏期的均值为参考值,同时计算模型组 大鼠第 5 d的平均逃避潜伏期与参考值之差占该鼠的平均 逃避潜伏期时间的比值,该值 > 20%定为痴呆鼠[5]。根据 该方法模型组和刺五加皂苷组各有 2 只因比值 < 20%被淘 汰,模型组、刺五加皂苷组各有 8 只进入后续实验。 2. 4 神经行为学评分 术后各组大鼠分别进行神经功能学评分。参照 Longa 等 5 分法[6],制评分:0 分,无神经缺损症状;1 分,不能 完全伸展对侧前爪;2 分,行走时转圈;3 分,行走时向对侧 倾倒;4 分,不能自发行走,意识受到抑制;5 分,死亡。其中 0 分和 5 分的大鼠不计入实验。 2. 5 大鼠学习记忆能力测试 Morris水迷宫实验,每日将模型大鼠按 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象 限的顺序从各入水点(各象限水池壁中点)靠池壁放入水 中, 60 s内大鼠从水中爬上站台所需时间为逃避潜伏 期,连续训练 5 d,记录第 5 d时间。 2. 6 组织切片的制备 各组大鼠完成学习记忆测定后,以 10%水合氯醛(0. 5 mL /100 g)腹腔注射麻醉,打开胸腔,经心脏灌注 0. 9%的 生理盐水,剥取脑组织,以视交叉到枕叶处两点冠状切片, 取大鼠脑最宽部位(海马冠状位)约 5 mm,常规固定、脱 水、透明、浸蜡、包理、切片 4 μm 厚,进行相应染色,观察组 织学改变。 2. 7 HE染色 将石蜡切片,常规脱蜡、乙醇梯度脱水、苏木素 -伊红 染色,二甲苯透明,中性树胶封片,光镜下观察。 2. 8 微血管密度测定 免疫组化染色严格按照随试剂所附说明要求操作。任 何被 CD34 抗体染成棕黄色孤立的内皮细胞或内皮细胞簇 2831 第 31 卷 第 6 期 2 0 1 3 年 6 月 中 华 中 医 药 学 刊 CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE Vol. 31 No. 6 Jun. 2 0 1 3 中 华 中 医 药 1383 学 刊 团,只要与邻近微血管或其他结缔组织分开,就将其作为一 个微血管;只要结构不相连,,其分支结构也视为一血管。 微血管密度(MVD)测定参照 WEIDNER 的微血管计数方 法[7]:先于低倍镜(40 ×)下观察全部视野,每张切片选择 3 个富含血管组织的“热点”区,再于高倍镜(200 ×)下双盲 法计数微血管。每例标本分别计数 5 个视野,取其平均值, 结果以平均值 ±标准差表示。 2. 9 免疫组化法测定 VEGF蛋白表达 采用 SP二步法进行,简要步骤如下:经过脱蜡→孵育 →PBS→DAB显色等过程。结果判定:VEGF阳性表达细胞 为胞浆呈现棕黄色。每只大鼠任取 3 ~ 4 张免疫组化切片, 在同一放大倍数(40 × 10)下,于脑缺血梗死周围随意选取 5 个视野摄片,用 IPP6. 0 图像分析软件对阳性表达的区域 测定 IOD /Area值。 2. 10 实时荧光定量 PCR法(RT - PCR)检测 VEGF mRNA 2. 10. 1 采集脑组织标本 各组大鼠断头取脑后,取梗死 灶周围组织在 l‰的 DEPC水中稍作漂洗,立即放入细胞冻 存管中,液氮中保存备用。 2. 10. 2 大鼠脑组织总 RNA 的提纯 将冻存大鼠脑组织 称重,100 mg /mL的比例加 Trizol 后进行组织匀浆,室温放 置 5 min后按 1 /5 体积加入氯仿,用力振荡 15 s,室温静置 3 min;4 ℃ 11500 r /min,离心 15 min,取上清液,加等体积 异丙醇上下颠倒数次,室温静置 10 min,4℃ 11500 r /min离 心 10 min,弃去上清液;用 75%乙醇洗涤沉淀 2 次,4 ℃ 9150 r /min离心 5 min,用 DEPC水溶解沉淀,并测 OD值后 分装 - 70 ℃保存。(逆转录反应按照试剂盒说明进行操 作)。 2. 10. 3 RT - PC 分析 大鼠脑不同组间 VEGF 及 p - CREB mRNA的表达,采用 Promega RT - PCR 一步法成套 试剂盒。实验时用 GAPDH作内参。见表 1。 表 1 RT - PC分析 指标 引物 VEGF Left 5’- GCC CTG AGT CAA GAG GAC AG -3’ (170bp) Right 5’- CAG GCT CCT GAT TCT TCC AG -3’ GAPDH Left 5’- TGC CAC TCA GAA GAC TGT GG -3’ (182bp) )Right 5’- CAA CGG ATA CAT TGG GGG TA -3’ 2. 10. 4 结果观察 取 5 μL PCR 扩增产物加 1 μL DNA 载样缓冲液混匀,在 2%的琼脂糖凝胶电泳,110 V,电泳 30 ~ 40 min,在 SmartView 凝胶成像系统下拍照分析。将 VEGF的扩增条带的灰度值与内参照 GAPDH 电泳条带灰 度值的比值,作为 VEGFmRNA表达水平的指标。 2. 11 统计分析处理 所有计量资料均以(珋x ± s)表示,使用 SPSS 10. 0 统计 软件进行单因素方差分析和最小显著差(LSD)t 检验,取 α = 0. 05 作为检验水准。 3 结 果 3. 1 神经行为学评分 假手术组大鼠均未出现明显的神经功能缺损表现,神 经行为评分 0 分。模型组和刺五加皂苷组均出现不同程度 的神经功能缺损表现,与假手术组比较,术后 2 h 模型组、 刺五加皂苷组比较均有显著差异(P < 0. 05) ,模型组大鼠 神经行为学评分与刺五加皂苷组比较差异不显著,见表 2。 表 2 各组大鼠神经行为学评分(n = 8,珋x ± s ) 组别 n 术后第 2 h 术后第 7 h 假手术组 10 0. 00 0. 00 模型组 8 1. 62 ± 0. 74* 0. 42 ± 0. 52 刺五加皂苷组 8 1. 50 ± 0. 53* 0. 38 ± 0. 52 注:与假手术组比较,* P < 0. 05。 3. 2 VD模型大鼠给药前后 Morris水迷宫平均潜伏期情况 与对照组比较,假手术组、模型组、刺五加皂苷组在 Morris水迷宫中平均逃避潜伏期均有所延长,给药前后模 型组和刺五加皂苷组与假手术组比较有显著差异(P < 0. 05)。给药前后自身比较:模型组、假手术组、对照组均无 差异性,但刺五加皂苷组前后的平均潜伏期差异显著(P < 0. 05)。见表 3。 表 3 给药前后各组间平均潜伏期(珋x ± s) 组别 n 给药前 给药后 对照组 10 26. 36 ± 3. 59 23. 57 ± 2. 95 假手术组 10 29. 09 ± 7. 39 24. 89 ± 2. 21 模型组 8 52. 18 ± 16. 38* 59. 17 ± 10. 02* 刺五加皂苷组 8 54. 57 ± 17. 00* 32. 35 ± 5. 13*▲ 注:与假手术组比较,* P < 0. 05;给药前后比较,▲P < 0. 05。 3. 3 HE染色光镜观察 假手术组大鼠脑组织结构正常,海马区结构组织结构 完整,神经元排列整齐、规则。模型组大鼠脑组织额叶、纹 状体和海马中神经元脱失明显,结构紊乱,残存细胞多无完 整细胞结构,出现胞体缩小呈三角形,胞浆嗜伊红,细胞核 固缩深染,核仁消失。另见血管内皮细胞肿胀,血管周围间 隙扩大,但缺血周边区皮层未见明显神经元脱失,以固缩神 经元为主。见插页Ⅶ图 1。 3. 4 各组大鼠脑组织微血管密度(MVD)测定 MVD的测定采用 CD34 标记血管内皮细胞,光镜下可 见其被染成棕黄色,另可见少量神经元亦有着色。模型组、 刺五加皂苷组 CD34 在大脑各部位均有表达,与假手术组 及正常组比较有统计学意义(P < 0. 01)。其中,与模型组 比较,刺五加皂苷组 CD34 表达有所增多(P < 0. 01)。见插 页Ⅶ图 2,表 4。 表 4 各组大鼠脑组织中 CD34 表达量(n = 8,珋x ± s ) 组别 CD34(IOD /Area值) 对照组 0. 000516 ± 0. 000372 假手术组 0. 002429 ± 0. 000663* 模型组 0. 004482 ± 0. 001243*▲ 刺五加皂苷组 0. 006008 ± 0. 001644*▲◆ 注:与对照组比较,* P < 0. 01;与假手术组比较,▲P < 0. 01; 与模型组比较,◆P < 0. 01。 3. 5 各组大鼠脑组织 VEGF表达水平. 对照组见少量 VEGF阳性细胞表达;假手术组、模型组 和刺五加皂苷组均可见 VEGF 阳性表达,表达细胞主要为 神经胶质细胞,其次为神经细胞及血管内皮细胞;阳性表达 区域主要位于皮层下区、纹状体和海马区的梗死灶周围,胞 浆棕黄色着色,见插页Ⅷ图 3。模型组、刺五加皂苷组和假 3831 第 31 卷 第 6 期 2 0 1 3 年 6 月 中 华 中 医 药 学 刊 CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE Vol. 31 No. 6 Jun. 2 0 1 3 中 华 中 医 药 1384 学 刊 手术组相比 VEGF表达量明显增多,差异显著(P < 0. 01)。 模型组和刺五加皂苷组比较,刺五加皂苷组表达增多(P < 0. 05) ,假手术组与对照组比较差异不显著,见表 5。 表 5 各组大鼠脑组织中 VEGF表达量(n = 8,珋x ± s ) 组别 VEGF(IOD /Area值) 对照组 0. 001583 ± 0. 000918 假手术组 0. 001789 ± 0. 000859 模型组 0. 006884 ± 0. 002378*▲ 刺五加皂苷组 0. 008044 ± 0. 001640*▲◆ 注:与对照组比较,* P < 0. 01;与假手术组比较,▲P < 0. 01; 与模型组比较,◆P < 0. 05。 3. 6 实时荧光定量 PCR 法测定各组大鼠脑组织 VEGF mRNA的变化 与对照组相比较,刺五加皂苷组、模型组及假手术组 VEGF的表达量分别是它的 2. 28、1. 65、1. 09 倍。 表 6 各组大鼠脑组织 VEGF mRNA的变化(ΔΔCT 算法) 组别 VEGF 平均 CT GAPDH 平均 CT ΔCT ΔΔCT 2 - ΔΔCT 对照组 15. 98 ± 0. 26 11. 33 ± 0. 12 4. 65 ± 0. 25 0. 00 ± 0. 25 1. 00(0. 84 - 1. 19) 假手术组 15. 85 ± 4. 43 11. 32 ± 0. 12 4. 53 ± 0. 45 - 0. 12 ± 0. 45 1. 09(0. 80 - 1. 48) 模型组 15. 14 ± 0. 51 11. 21 ± 0. 12 3. 93 ± 0. 48* - 0. 72 ± 0. 48 1. 65(1. 18 - 2. 30) 刺五加皂苷组 14. 76 ± 0. 74 11. 31 ± 0. 11 3. 46 ± 0. 76*▲- 1. 19 ± 0. 76 2. 28(1. 35 - 3. 86) 注:与对照组比较,* P < 0. 05;与模型组比较,▲P < 0. 05。 4 讨 论 VD是与脑血管疾病有关的获得性智能及认知功能障 碍的临床综合征,多发脑梗死性痴呆是血管性痴呆最常见的 类型。随着社会人口老龄化和脑卒中治疗存活率的提高, VD的发病率越来越高,而目前尚缺乏有效地治疗手段。 目前常用的 VD动物模型有血管阻断 VD 模型和血管 内栓塞 VD模型。前者主要包括四血管阻断全脑缺血模型 (4 - V0)、两血管阻断模型(2 - VO)及大脑中动脉阻塞模 型;而本实验采用的颈内动脉注射微小栓子模型则属于后 者。本方法具有不需开颅,缺血效果好等优点,能较好模拟 临床多发性梗死性痴呆的发病过程[7]。本研究通过观察 造模后大鼠的神经行为、学习记忆能力以及脑组织中神经 元的病理改变明确 VD动物模型的成功建立。 脑缺血后脑血流的恢复是至关重要的,血管新生是改 善脑组织血流供应的一种有效的方法,MVD是普遍采用的 能够较直观和有效反应血管新生数目的指标[8]。脑缺血 后血管新生机制复杂,由多种促血管生长因子参与,VEGF 是主要的调控因子,可特异性地作用于血管内皮细胞,诱导 内皮细胞增殖以及毛细血管瓣生成,促进新生血管生成,对 生理性血管生成和病理性血管再生都有很重要的调节作 用,还具有增加毛细血管的通透性以及神经营养保护作用, 组织缺血缺氧是诱导表达的强刺激因素,表达增多对脑缺 血后的神经细胞恢复起重要作用[9 - 10]。刺五加皂苷是从 中药刺五加中经提取纯化制成的,根据国内外的大量研究 表明[11 - 12],刺五加皂苷能降低血粘度和红细胞压积,降低 纤维蛋白原,抑制血小板凝聚,有效地预防血栓形成;同时 还能扩张血管,促进血液流动增加脑血流量,增加脑组织对 缺氧的耐受性,,改善脑供血,对脑血管疾病具有保护作 用[13]。本实验结果显示,首先,在 Morris 水迷宫中,,与模 型组大鼠及用药前刺五加皂苷组大鼠的逃避潜伏期相比, 用药后的刺五加皂苷组大鼠的逃避潜伏期明显缩短,提示 刺五加皂苷可以明显改善血管性痴呆大鼠的学习记忆和空 间能力;其次,还发现与假手术组及对照组比较,模型组、刺 五加皂苷组 CD34 表达上升,而与模型组比较,刺五加皂苷 组 CD34 表达明显增多,表明缺血缺氧后血管性痴呆大鼠 存在血管新生,而刺五加皂苷能够更好促进血管新生;最 后,本实验还发现,与假手术组相比,模型组、刺五加皂苷组 VEGF表达明显增多,与模型组比较,刺五加皂苷组 VEGF 表达显著性增多,表明缺血缺氧刺激缺血区域的 VEGF 表 达,VEGF参与了缺血区域的微血管形成和血流改善,刺五 加皂苷能明显刺激 VEGF表达。 因此,本实验发现,刺五加皂苷可以明显改善血管性痴 呆大鼠模型的学习记忆和空间能力,促进血管新生,明显刺 激 VEGF 表达,因此,刺五加皂苷改善大鼠的学习记忆能 力,促进血管新生,可能与刺激 VEGF进一步表达有关。 参考文献 [1] 金爽,张迎,李月,刺五加的研究进展[J]. 黑龙江中医药, 2011,40(1) :54 - 55 [2] 刘起华,朱礼,李文兰,等.刺五加主要活性成分化学与药理 研究[J].时珍国医国药,1999,10(4) :305 [3] Kaneko D,Nakamura N,Ogawa T. 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