作者 通讯作者
植物药与药理学杂志, 2013 年, 第 2 卷, 第 2 篇
收稿日期: 2013年06月08日 接受日期: 2013年06月18日 发表日期: 2013年06月28日
研究黄连对脑缺血小鼠海马区细胞总蛋白和SOD的影响,进而探讨黄连对缺血性脑损伤的保护和修复作用。本实验将36只小鼠随机分为实验组、对照组和正常组,应用结扎小鼠颈动脉法建立缺血性脑损伤模型,黄连水浸出液灌胃实验组;对照组、正常组用等量生理盐水灌胃。分别于不同时间段取小鼠海马组织制备组织匀浆,采用BCA法和WST-1法分别测总蛋白含量与超氧化物歧化酶(SOD)活力。结果显示实验组海马组织中的总蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力高于对照组低于正常组,差异明显(p<0.05);在24h时间段实验组两项指标与对照组差距达最高值,且更接近正常组。由此推测黄连能提高小鼠脑缺血海马组织总蛋白含量和SOD活力,可保护和恢复损伤的神经组织。
黄连(朱静等, 2001)是指毛茛科植物黄连、三角叶黄连和云连的干燥根茎,具有清热燥湿、泻火解毒、等多种功效(崔学军等, 2006)。现代药理研究表明(吴敏等, 2008):黄连的其中的主要成分小檗碱有镇静、镇痛、延长戊巴比妥睡眠时间等作用;此外,还有抗炎、调节血脂、血压、血糖等作用(郭花玲等, 2011)。
近年来,国内外医学界专家采用现代研究方法,对黄连的药理学进行了多方面的研究,取得了较大的进展,越来越多的黄连功效被人们发掘。近期,专家们提出黄连在缺血性老年痴呆相关疾病的治疗中显示其特殊的疗效,但到目前为止,黄连在治疗老年痴呆上的功效还很少有文献报道。
海马是参与学习及记忆功能的重要脑区,海马细胞对缺血缺氧特别敏感。早期研究表明(张琦等, 2009),黄连与黄芩、黄柏、栀子配合使用所形成的黄连解毒汤能保护小鼠脑缺血慢性神经损伤,进而改善小鼠的学习记忆力。本实验通过从黄连对脑损伤小鼠海马组织中SOD活性,蛋白含量影响上,探索黄连保护和恢复损伤的神经组织和细胞功能,为黄连对大脑神经组织的保护作用机制提供理论依据。
1结果与分析
1.1 总蛋白测定结果
由酶标仪测得各孔OD值后,在根据总蛋白浓度计算公式:
总蛋白浓度(μg/ml)=[(测定孔OD值–空白孔OD值)/(标准孔OD值–空白孔OD值)]×标准浓度(μg/ml)
表 1 BCA法测总蛋白含量(μg/ml)结果表 |
1.2超氧化物歧化酶(SOD)测定结果
由酶标仪测得各孔OD值后,在根据SOD活力计算公式:
SOD活力(U/mgprot)=[(A对照-A测定)/(A对照-A空白)]/50%×(反应体系(0.24ml)/稀释倍数(0.02ml))/待测样本浓度(mgprot/ml)
表 2 WST-1测超氧化物歧化酶(SOD)(mgprot/ml)结果 |
图 1 BCA法测蛋白含量结果 |
图 2 WST-1测超氧化物歧化酶(SOD)结果 |
2讨论
2.1发病原因讨论
缺血性脑血管病(ischemic cerebral vesscular disease, ICVD) 是一种临床常见病(王桂红等, 2003),主要是因为脑动脉粥样硬化所致,常见于老年群体。近年来,该病的发病群体越来越年轻化,主要原因是:现代社会的年轻人缺乏锻炼,身体素质差,吸烟、饮酒也是导致青年人过早形成脑动脉粥样硬化。不同的年龄阶段,总蛋白的正常值是各不相同的.蛋白质作为生命活动的主要承担着,机体的一切生命活动都与其息息相关,脑也不例外。据有关文献报道(寇俊萍, 2001),提高蛋白含量可改善因脑缺血再灌注所致的记忆损伤,从而防治老年性痴呆症。超氧化物歧化酶(SOD),具有特殊的生理活性,在各种生物体内分布很广泛,是生物体内重要的抗氧化酶,也是生物体内清除自由基的首要物质,因此其在生物体内的含量高低是衰老和死亡的直观指标。现已证实,由氧自由基引发的疾病多达60多种,其中包括因老年痴呆症造成的记忆力损伤,而SOD可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害,并及时修复受损细胞,复原因自由基造成的对细胞伤害。据有关文献报道(尹明华等, 2007; 姜可, 2007),SOD活力提高,特别是在脑组织中,SOD活力对于清除氧自由基,减少脂质的过氧化反应以及过氧化产物,从而减少神经细胞损伤,起到延缓脑衰老和防治老年性痴呆的作用。本次实验研究黄连对脑缺血小鼠脑海马区的总蛋白和SOD活力的改善作用,从而为将来开发一种治疗缺血性脑血管病的方案提供理论依据。
2.2对试验数据用SPSS软件进行单因素方差分析
首先进行主体间效应的检验:总蛋白含量结果(表3)显示处理组间和时间区组的F值分别为13.081和2.708,对应的P值为0.002和0.085,说明处理组间的差异具有统计学意义,时间区组间的差异没有统计学意义;SOD活力结果(表4)显示处理组间和时间区组的F值分别10.860和2.551,对应的P值为0.003和0.097,说明处理组间的差异具有统计学意义,时间区组间的差异没有统计学意义。处理组间的差异有统计学意义,进一步在保留时间区组的条件下做处理组间的两两多重比较,结果以表示,P<0.05为差异有显著统计学意义。
表 3 处理组总蛋白含量组间多个比较(x͂±s) 注: *: 均值差值在0.05级别上较显著 |
表 4 处理组SOD活力组间多个比较(x͂±s) 注: *: 均值差值在0.05级别上较显著 |
2.3结果综合分析
从上述图片来看,实验组和对照组的两项指标总体上低于正常组。而实验组在总蛋白含量和SOD活力水平上,总体上高于对照组而低于正常组,说明了黄连能显注提高脑缺血小鼠海马组织中的总蛋白浓度和SOD活力。从个体水平上,说明黄连对小鼠缺血性脑损伤具有保护和恢复作用。两项指标均在24 h时更接近正常组,表面上显示,黄连在24 h时效果最佳,但SPSS软件分析中得知时间区组无统计学意义,因此只能说明大约在24 h黄连效果最佳。
在脑中海马是参与学习及记忆功能的重要脑区,海马细胞对缺血特别敏感,黄连能显著提高脑缺血小鼠海马组织中的总蛋白含量和SOD活力,说明黄连对小鼠缺血性脑损伤具有保护和恢复作用,可能对缺血性脑损伤小鼠的学习记忆能力有一定的改善作用。
3材料与方法
3.1主要材料
健康成年小鼠,体重25 g左右,由遵义医学院生理实验室提供;BCA试剂盒与超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒均购自南京建成科技有限公司;10%水合氯醛(10g水合氯醛: 100 ml蒸馏水);酶标仪(bio-tekElx800)。
3.2方法与步骤
3.2.1实验设计与分组
将36只小鼠随机分为3组:实验组、对照组、正常组各12只,实验组用黄连水浸出液灌胃(0.1 mg/g),对照组和正常组灌胃等量生理盐水,然后开始计时,分别于4、6、8、12、24、48h处死取海马组织,制备匀浆,分别测蛋白含量和SOD活力。
3.2.2动物模型的制备
采用单侧结扎颈总动脉法制备小鼠脑缺血模型。将小鼠称重后用10%水合氯醛腹腔注射麻醉,固定于手术台上,酒精消毒后剪开颈部皮肤,用镊子拨开肌肉,找到颈总动脉并用玻璃分针挑出,分离神经后用手术线结扎,缝合伤口后消毒。待小鼠清醒后,按照Longa的5分法评分标准(表5)稍加改进:除0分外,1~4分为有效模型。
表 5 Longa5分法评分标准表 |
3.2.3药物处理
精确称取黄连50 g,加水浸泡4 h,水煎3次,收集煎液后过滤,然后浓缩至生药含量为2 mg/ml,调节pH值为7。
3.2.4匀浆的制备
灌胃计时后,分别于4、6、8、12、24、48h时用颈椎脱臼法处死小鼠,取海马组织剪碎后加适量(组织重量: PBS体积=1g:9ml)PBS后用匀浆器匀浆,转移到离心管中,2500 rmp/s离心15 min,收集上清液,即得10%匀浆上清;备份后准确吸取10%匀浆上清0.1 ml,加入0.9 ml的PBS稀释为1%的匀浆上清。
3.2.5蛋白含量测定
按BCA法测微量蛋白含量试剂盒说明书将试剂按比例配置测定工作液。取1%匀浆于96孔板上按下表操作,然后混匀,37℃孵育30分钟,630 nm波长,酶标仪测定,读取吸光度。
3.2.6超氧化物歧化酶(SOD)测定
按超氧化物歧化酶(SOD) WST-1法测定试剂盒说明书将试剂按比例配成底物应用液和酶工作液。取3.2.4步骤中制备的10%匀浆上清于96孔板上按下表操作,然后混匀,37℃孵育20分钟450 nm处酶标仪读数。
3.2.7统计学分析
以SPSS 18.0软件进行统计学分析,结果以x±s表示,多组均数的比较采用单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义,P<0.01为差异有显著统计学意义。
作者贡献
在本研究中,本人进行实验课题设计,购买实验试剂与材料,主持项目的主要工作,并给与同学们认真的指导与帮助,使项目能够顺利进行。
参考文献
Zhu J., Shi R.B., and Liu B., 2001, Coptis pharmacological studies (Review), Journal of Beijing University of Traditional Chinese Medicine, 24(6): 51-53 (朱静, 石任兵, 刘斌, 2001,黄连的药理学研究进展(综述).北京中医药大学学报, 24(6):51-53)
Cui X.J, 2006, Coptis and its active ingredient, pharmacological research, China Pharmacist, 9(5): 469 (崔学军, 2006,黄连及其有效成分的药理研究进展, 中国药师, 9(5): 469)
Wu M., and Wang J., 2008, The Coptis effective component of the berberine anti-atherosclerosis mechanism research progress, China Journal of Chinese Materia Medica, 33(18): 2103-2106 (吴敏, 王阶, 2008, 黄连有效成分小檗碱抗动脉粥样硬化机制研究进展, 中国中药杂志, 33(18): 2103-2106)
Guo H.L., Cui Y., Li Y.Y., Li E.Y., Han Q., and Zhu Y.Y., 2011, Influence of Coptidis Rhizoma on Anxiety Behavior in Mice,Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 17(15): 169-172 (郭花玲, 崔瑛, 李阳阳, 李二平, 韩强, 朱杨杨, 2011, 黄连对小鼠焦虑行为影响的研究, 中国实验方剂学杂志, 17(15): 169-172)
Zhang Q., Yie Y.L., YanY.X., 2009, Protective effects of Huanglian-Jiedu-Tang on chronic brain injury after focal cerebral ischemia in mice, Journal of Zhejiang University(Medical Sciences), 38(1): 75-80 (张琦, 叶夷露, 颜吟雪, 2009, 黄连解毒汤对小鼠脑缺血慢性神经损伤的保护作用, 浙江大学学报, 38(1): 75-80)
Wang G.H., Wang Y.J., Jiang W.J., Du Bin, He Y., Jin M., and Wang S.X., 2003, Distribution of cerebral artery stenosis in patients with ischemic cerebrovascular disease, Editorial Department of Chinese Journal of Geriatric Cardiovascular and Cerebrovascular Disease, 5(5): 315-318 (王桂红, 王拥军, 姜卫剑, 杜彬, 何耀, 金旻, 王素香, 2003, 缺血性脑血管病患者脑动脉狭窄的分布及特征,中华老年心肭血管腐杂, 5(5): 315-318)
Kou J.P., Hua M., and Zhu D.N., 2001, Effect of DSS on the memory dysfunction induced by ischemia reperfusion in mice, Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy, 18(5): 369-371 (寇俊萍, 华敏, 朱丹妮, 2001, 当归芍药散对脑缺血再灌注所致记忆损伤模型小鼠的影响, 中国现代应用药学杂志, 18(5): 369-371)
Yin M.H., Hong S.R., and Sao X.H., 2007, The protective effects of the extract of Camellia japonica L on learning-memory dysfunction induced by ischemia-reperfusion in mice, Chinese Journal of Behavioral Medicine and Brain Science, 16(12): 1070-1071 (尹明华, 洪森荣, 邵兴华, 2007, 山茶花提取物对脑缺血再灌注小鼠学习记忆损伤的改善作用, 中国行为医学科学与脑科学杂志, 16(12): 1070-1071)
Jiang K., Mou J., and Zhang Q.S., 2007, Effects of Sodium Gamma-hydr0xybutyrate on Focal Cerebral Ischemia--Reperfusion Injury in Presenile Mice, Journal of Medical Forum, 28(23): 1-5 (姜可, 牟静, 张青山, 2007, 羟丁酸钠对小鼠脑缺血再灌注损伤的影响, 医药杂志论坛, 28(23): 1-5)