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植物药与药理学杂志, 2015 年, 第 4 卷, 第 2 篇
收稿日期: 2015年10月06日 接受日期: 2015年10月18日 发表日期: 2015年10月28日
为了探究黄连水煎液对小鼠脑组织急性缺血再灌注损伤的保护作用,我们将50 只小鼠随机分为5 组分别是:假手术对照组、模型对照组(用玻璃分针分离两侧颈总动脉和迷走神经, 结扎法同时结扎颈总动脉, 造成小鼠急性脑组织缺血再灌注损伤)、黄连水煎液治疗组(25 mg/mL, 50 mg/mL, 100 mg/mL)。各治疗组分别灌胃给予上述浓度黄连水煎液,模型对照组和假手术对照组给予生理盐水,上述各组均灌胃7 d;在灌胃结束后,断头取出脑组织,制备脑组织匀浆,测定脑组织中Evan's 蓝含量及抗氧化酶(SOD)活性与丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:缺血再灌注后小鼠脑组织Evan's 蓝含量升高,SOD 活性降低,MDA含量增高。用药后小鼠脑组织Evan's 蓝含量降低,SOD 活性升高,MDA 含量降低。因此,黄连水煎液能改善小鼠脑组织缺血区的血流量,减轻急性脑缺血的损伤,对脑缺血再灌注损伤有保护作用。
脑血管疾病一直是世界范围内的高发疾病,其病死率有逐年上升的趋势,严重威胁着人类的健康。因此,防治脑血管疾病的发生具有重要意义。脑血流流通不畅,供应障碍,引起脑组织缺血、缺氧性坏死或软化是脑缺血的主要病因(Kulik et al., 2008)。现代医学、生物学的的研究在脑血管疾病的诊断、治疗和防治等方面都取得了较大的突破,但脑血管疾病本身具有治愈率低、发病率高、并发症多、死亡率高和预后恢复差等特点(孙雅瑄等, 2010)。黄连作为抗菌药有着古老的历史,长期以来在临床上用于解热镇痛、抗细菌感染。近来研究发现黄连在治疗心脑血管疾病方面有应用价值,如降血脂、血糖、抗心律失常、抗血小板聚集等药理作用(余园媛等, 2006)。尚鲜见其对小鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用的相关报道。
脑梗死的病理生理机制之一是脑缺血再灌注损伤(颜景峰等, 2010),本实验通过结扎法同时结扎双侧颈总动脉,制作小鼠脑组织急性缺血再灌注模型,观察黄连水煎液对模型小鼠脑组织SOD、MDA及Evan's蓝含量的影响,研究其对抗小鼠脑缺血再灌注损伤的机制。
1结果与分析
1.1脑组织Evan's 蓝含量检测
Evan's蓝属于一种常用的偶氮染料,因其分子量大小与血浆白蛋白相近,而且在血液中与血浆白蛋白有很高的亲和力,据此,在神经科学研究中常被用于示踪剂观察血脑屏障的完整性。
本研究中,模型对照组小鼠脑组织Evan's蓝含量大幅升高,说明脑组织受损严重,模型制备成功,黄连水煎液治疗组使Evan's蓝含量降低,且各组之间存在差异,中剂量组效果较好(表1)。
表 1 脑组织Evan's 蓝含量(n=10, x±s) Table 1 Brain Evan 's blue content (n=10, x±s) |
1.2脑组织SOD、MDA 含量检测
SOD是肌肉组织内重要的抗氧化酶,通过清除缺血组织氧自由基发挥保护作用,主要作用机制是催化超氧阴离子歧化反应,其被认为是活性氧防御的重要机制(程发峰等, 2010)。SOD含量、活力的降低,导致自由基的堆积,后者在不饱和脂肪酸中发生一系列反应,并以链式或链式支链反应的形式形成脂质过氧化物(Mami et al., 2011)。SOD含量可判断组织损伤程度。脑组织急性缺血时,细胞内Ca2+超载,自由基生成量增加,清除能力下降,作用于细胞膜和血液循环中的脂质,使其发生脂质过氧化,并最终分解为MDA,导致细胞膜和细胞功能的损伤,并大量消耗抗氧化剂,使SOD活力失偿性下降,从而启动自由基连锁反应,进一步破坏血管内皮的结构和功能,甚至内皮细胞凋亡,直接损伤脑组织。研究表明,有效地清除自由基,降低过氧化脂质的生成在脑血栓的治疗中具有重要的意义。
模型对照组小鼠脑组织受损严重,出现MDA含量升高、SOD含量降低的情况,黄连水煎液治疗组使MDA含量降低,SOD含量升高,且各组效果较显著(p<0.05) (表2)。
表 2 脑组织SOD, MDA 含量(n=10, x±s) Table 2 SOD, MDA content of brain tissue (n=10, x±s) |
2讨论
本模型制备对于实验操作者的手法要求很高,实验过程中有多处要注意的操作步骤。结扎暴露的双侧颈总动脉时,不要损伤迷走神经,不然,会造成小鼠的死亡。精确的操作尽快分离肌肉与神经,暴露双侧颈总动脉并结扎,确保模型的成功率、稳定性、成活率。实验过程中如果出血,不应盲目结扎法止血,以免造成不必要的损伤,用棉签压迫出血点,大多数情况下可以减少出血。麻醉剂量应做到精确,力争一次麻醉成功,不可多次麻醉(韩蕾等, 2012)。同时,手术过程中要密切关注动物的呼吸情况,及时吸痰,避免呼吸道分泌物增多出现的气道堵塞,从而降低动物的死亡率。
脑缺血再灌注时,各种损伤机制会导致血脑屏障的破坏,从而使一些平时不能通过的大分子物质得以通过(程发峰等, 2010)。Evan's 蓝能与血浆蛋白结合,正常时不能透过血脑屏障,脑缺血再灌注时,血脑屏障的通透性的增大,脑组织中的Evan's 蓝含量大幅升高,因此,测定Evan's 蓝含量能反映出血脑屏障损伤程度及通透性的变化情况。初步研究表明:黄连水煎液能降低脑缺血组织中的Evan's 蓝含量,提高脑缺血组织中SOD的含量,降低MDA含量,有良好的抗自由基作用。在保护屏障的完整性维持、急性脑缺血损伤保护等方面有较好的作用。抗氧化酶SOD活力的高低直接反应了机体清除氧自由基的能力(雷军荣等, 2010)。MDA是自由基膜过氧化脂质的一种重要的分解产物,含量可以反映机体内脂质过氧化的程度,常被用以作为脂质过氧化程度的检测指标,MDA的高低间接反应了机体细胞受自由基攻击的严重程度(韩辉等, 2012)。
3材料与方法
3.1实验材料
3.1.1药物
黄连水煎液,取黄连100 g,捣碎,浸泡10 倍量体积份数的热水中,煮沸提取3 次,每次2 h,合并滤液稀释至1 000 mL,即100 mg/mL,另取该液适量分别用蒸馏水稀释至浓度为50 mg/mL、25 mg/mL,备用。
3.1.2动物
清洁级小鼠50只,雌雄各半,20~25 g,由遵义医学院实验动物中心提供。
3.1.3主要试剂
Evan's 蓝(2%)购于上海宝曼生物科技有限公司,丙二醛(MDA)、抗氧化酶(SOD)测定试剂盒,购于南京建成生物工程研究所。
3.1.4主要仪器
721 型分光光度计(上海分析仪器厂)、高速离心机(Thermo Fisher D-37520)、电子天平(LG-PABER)、酶标仪(Bio-rad680)。
3.2方法
3.2.1小鼠急性脑组织缺血再灌注模型的制备与分组
给药将50只小鼠按体重随机分假手术对照组、模型对照组黄连水煎液治疗组(25 mg/mL, 50 mg/mL, 100 mg/mL) 5组,每组10只,采用双侧结扎法制备模型。腹腔注射7%水合氯醛350 mg/kg 麻醉,无肌张反射后,固定四肢和头部使小鼠仰位躺在手术台上,颈部正中靠近气管部位开口(长度1 cm左右),玻璃分针分离两侧动脉和迷走神经,用手术线分别结扎60 min后,剪断手术线再灌注,缝合开口。假手术对照组,相同操作但不结扎,暴露60 min后缝合开口。模型制备成功24 h后分别给以黄连水煎液(25 mg/mL, 50 mg/mL, 100 mg/mL)药物干预,按体重0.1 mL/10 g,1次/d灌胃给药,7 d后取材进行相关指标检测。
3.2.2组织匀浆的制备
冰盘上取出全脑,分离嗅球、小脑和脑干,冷生理盐水洗去血迹,滤纸吸去多余水分(留出约2 000 mg),称重后加9 倍生理盐水制备10%脑组织匀浆,匀浆液经2 500 r/min 离心5 min,取上清置-20℃冰箱冻存备用。
3.2.3 Evan's 蓝标准曲线的制作
配制一系列浓度不同的Even's蓝标准溶液(0.002 mg/mL, 0.003 mg/mL, 0.004 mg/mL, 0.005 mg/mL, 0.006 mg/mL, 0.007 mg/mL, 0.008 mg/mL, 0.009 mg/mL, 0.010 mg/mL)分别测定其吸光度,然后选取Evan's浓度(C)为横坐标,选取吸光度值(A)为纵坐标,绘成标准曲线(图1)。
图 1 Even's 蓝标准曲线 Figure 1 Even's blue standard curve |
3.2.4脑组织SOD、MDA、Evan's含量测定
取制备好的脑组织匀浆,按SOD、MDA试剂盒说明书进行操作,在酶标仪上495 nm处测各孔吸光值,求得脑组织对应的SOD、MDA含量。
取已取好的组织100 mg,加5 mL甲酰胺制成匀浆,加盖后于60℃水浴箱孵育48 h (韩蕾等, 2012),3 500 r/min离心10 min,得上清,去沉淀。在721分光光度计上λ=625 nm处进行测定,根据标准曲线比色,求得Evan's蓝含量(μg/100 mg湿重)。
作者贡献
许朋为遵义医学院药物化学专业在读研究生,负责实验方案设计、论文纂写;牛宪立负责动物实验实施;魏妮娜负责论文数据处理及统计学分析;姬可平负责实验、论文指导。
致谢
本研究由贵州省科学技术基金项目(黔科合J字LKZ [2010] 40 号)资助。
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