麝香保心丸对小鼠缺血性脑卒中的保护作用及机制

复旦学报(医学版)
2021May,48(3)292
Fudan Univ J Med Sci
麝香保心丸对小鼠缺血性脑卒中的保护作用及机制
塑料拖把头
邵帅陈彦霖地里热巴提·地力木拉提贾锋△
(上海交通大学医学院附属仁济医院神经外科上海200127)
【摘要】目的探究麝香保心丸(Shexiang Baoxin Pill,SBP)在小鼠缺血性脑卒中的保护作用及机制。方法通过大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)构建脑缺血性卒中模型,将96只C57BL/6小鼠随机分成4组:假手术(Sham)组、模型(ischemia/reperfusion,I/R)组、低剂量麝香保心丸(LSBP,22.5mg/kg)组和高剂量麝香保心丸组(HSBP,45mg/kg),每组24只。灌胃4周后制备小鼠MCAO模型。记录各组小鼠的大脑梗死体积及脑组织含水量,利用免疫荧光技术分析激活的小胶质细胞数量,采用qRT-PCR检测炎症因子的表达,通过Western blot法分析NF-κB信号通路相关蛋白质的表达情况。结果与I/R组相比,LSBP组和HSBP组大脑梗死体积减少,脑组织含水量降低,激活的小胶质细胞数量减少,同时促进小胶质细胞由M1型向M2型极化,并抑制NF-κB信号通路的激活。结论SBP可以
减轻由缺血性脑卒中引起的小鼠脑组织损伤,其机制可能与改变小胶质细胞M1/M2的极化状态和抑制NF-κB信号通路的激活有关。
【关键词】麝香保心丸(SBP);缺血性脑卒中;小胶质细胞;M1/M2极化;炎症因子;NF-κB信号通路;小鼠
电压互感器接线
无感电阻【中图分类号】R743.3,R332【文献标志码】Adoi:10.3969/j.issn.1672-8467.2021.03.002 Protective effect of Shexiang Baoxin pill on ischemic stroke in
mice and its mechanism
SHAO Shuai,CHEN Yan-lin,DILIMULATI Dilirebati,JIA Feng△
(Department of Neurosurgery,Renji Hospital,Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai200127,China)
国家自然科学基金(81471855)
△Corresponding author E⁃mail:*****************。
网络首发时间:2021-05-1809∶23∶33网络首发地址:https:///kcms/detail/31.1885.R.20210517.1538.002.html
邵帅,等.麝香保心丸对小鼠缺血性脑卒中的保护作用及机制
inflammatory factor;NF-κB signaling pathway;mice
*This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(81471855).
脑卒中包括出血性脑卒中和缺血性脑卒中,其发病率高、致残率高、死亡率高且复发率高[1],已成为危害居民健康的常见难治性疾病。在我国,脑卒中引起的死亡率和致残率由1990年的第三位上升到2017年的首位[2]。缺血性脑卒中在我国脑卒中患者中占69.6%~70.8%[3-4]。缺血性脑卒中是大脑血管闭塞引起的脑组织缺血、缺氧和坏死,最终导致神经功能障碍[5]。近年来,机械取栓术缺血性脑卒中已取得巨大进步,但由于取栓时间窗的局限性,仅可对少数患者进行有效救治[6],目前药物仅限于重组组织纤溶酶原激活剂[7],因此研发新的有效手段势在必行。
麝香保心丸(Shexiang Baoxin pill,SBP)的组成(质量百分比)为麝香6%、人参提取物27%、牛黄4%、肉桂24%、苏合香酯8%、蟾酥4%及冰片19%,具有芳香温通、益气通心的功效,是一种多靶点、多作用途径的药物[8]。作为一种传统中药复方制剂,SBP可有效缓解心绞痛、改善血流动力学,已广泛用于心血管疾病[9]。目前关于SBP 急性缺血性脑卒中的临床研究较少,在动物实验方面尚未见报道。本实验通过建立小鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,观察SBP对小鼠缺血性脑卒中产生的影响,并探索其中的分子作用机制,
以期为SBP缺血性脑卒中的临床应用提供理论和实验依据。
材料和方法
主要实验试剂及仪器本研究中96只健康雄性C57BL/6小鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司,生产许可号:SCXK(沪)2017-0011,体质量22~25g。饲养条件:12h的明暗循环,平均室温约24℃,相对湿度约50%,自由进食和饮水。动物实验符合上海交通大学医学院动物伦理相关规范。
SBP(上海和黄药业有限公司),线栓(广州佳灵生物技术有限公司),氯化三苯基四氮唑(triphenyltetrazole chloride,TTC)、钠(美国Sigma公司),GAPDH抗体(美国Cell Signaling Techonology公司),Iba-1抗体、NF-κb p-p65抗体(美国Abcam公
司),免疫荧光(immunofluorescence,IF)二抗、BCA 蛋白质检测试剂盒、Western blot二抗(美国Thermo 公司),DAPI染试剂盒、细胞核蛋白质与细胞质蛋白质抽提试剂盒、山羊血清、RIPA蛋白裂解液(上海碧云天生物技术有限公司),逆转录试剂盒、Syber Green(日本TaKara公司),qRT-PCR引物[铂尚生物技术(上海)有限公司]。
体式显微镜、石蜡切片机、激光共聚焦显微镜(德国Leica Microsystems公司),组织研磨仪(上海净信实业发展有限公司),酶标仪、NanoDrop TM分光光度计(美国ThermoFisher公司),化学发光凝胶成像系统(美国Aplegen公司)。
实验分组与给药将C57BL/6小鼠随机分为假手术(Sham)组,模型(ischemia/reperfusion,I/R)组、低剂量(22.5mg/kg)麝香保心丸(low-dose SBP,LSBP)组、高剂量(45mg/kg)麝香保心丸(high-dose SBP,HSBP)组,每组24只,用药剂量参考文献报道[10]。用生理盐水配置成混悬液,灌胃给药,每日1次,连续给药4周,分别给予假手术与MCAO手术。
MCAO模型的建立参考文献[11]建立MCAO 模型。小鼠称重,50mg/kg钠腹腔麻醉,行左侧MCAO手术。动物四肢及头部固定于木板上,沿颈正中线切开皮肤,钝性分离颈总动脉、颈外动脉和颈内动脉。在体式显微镜下,首先在颈总动脉近心端打一活结,再在颈内动脉远心端打一活结,接着结扎颈外动脉远心端,在近心端打一松结,并在两个结之间做斜切口,快速插入线栓,使之头端稍微超过颈外动脉松结的位置,此时将颈内动脉处活结松开,并调整线栓的进线方向,使线栓头部沿颈内动脉进入,缓慢推动,直至有少许阻力感,停止推动线栓,并在颈内动脉处打活结固定线栓。1h 后缓慢退出线栓,将颈外动脉近心端结扎,松开颈总动脉活结,实施血流再灌注。逐层缝合皮肤,将动物放回笼中,待其自然苏醒,正常饮食。手术期间,用加热垫使肛温维持在(37.0±0.5)℃。术后动物出现步态不稳或前肢瘫痪则用于实验,单纯手术而未进线栓的动物作为假手术组。
TTC染造模24h后,用异氟烷麻醉小鼠,采
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取心脏灌流法,用生理盐水将小鼠血液排出,随后处
死小鼠(每组6只),取脑组织。将脑组织和大脑切片
槽,置于-20℃冰箱15min后,行冠状位切片,厚度为
2mm/片,切好的脑片放入2%染液中,避光置于
37℃恒温箱15min,取出脑片,摄像。用Image J软
件计算梗死面积并定量。
脑组织含水量按上述方法处理小鼠,取完整
的左侧脑组织,用电子天平称取湿重,放入恒温电
热干燥箱(105℃)烘烤72h,称取干重。按Elliott公
式计算脑组织含水量:含水量(%)=(湿重-干重)×
100%/湿重。
免疫荧光染按上述方法处理小鼠,再缓慢三板模
灌注4%多聚甲醛,取小鼠脑组织,去除嗅球及小
脑,4%多聚甲醛浸泡过夜。二甲苯和梯度酒精行
透明和脱水处理,再行石蜡包埋,制作厚度5μm的
冠状切片,55℃烘箱过夜。第二天,用二甲苯和梯
度酒精行脱蜡,柠檬酸和柠檬酸钠行抗原修复,5%
山羊血清溶液37℃恒温箱封闭1h,孵育Iba-1(1∶100,英国Abcam公司)抗体稀释液4℃过夜,次日PBS清洗3次,每次5min,最后DAPI室温孵育5min,封片。用激光共聚焦显微镜观察梗死侧Iba-1的表达情况。
qRT-PCR按上述方法处理小鼠,取左侧脑组织,放入1.5mL无酶离心管中,加入1mL TRIZOL 和预冷的磁珠,用组织研磨仪将组织打碎。加入200μL氯仿,手动剧烈摇晃1min,4℃下12000×g 离心15min,
将上清吸至另一离心管,加入等体积异丙醇,手动剧烈摇晃1min,4℃下12000×g离心10min,白RNA沉淀在管底,去上清,加入1mL 用DEPC水配置的75%乙醇溶液,4℃下7500×g 离心5min,去上清,室温晾干20min。加入适量DEPC水,吹打数次,溶解RNA。用Nanodrop测定样本浓度,再利用逆转录试剂盒(日本Takara公司)按说明书将RNA反转为cDNA,最后将cDNA稀释至50μL,用于qRT-PCR检测。按Syber Green试剂盒说明书配制实时荧光定量反应体系,加入荧光定量专用384孔板中进行反应,根据循环数检测基因表达水平。qRT-PCR引物由铂尚生物技术(上海)有限公司提供(表1)。
Western blot按上述方法处理小鼠,取左侧脑组织,放入1.5mL无酶离心管中,加入磁珠和含有PMSF的RIPA溶液,用组织研磨仪将组织打碎。按照细胞核蛋白质与细胞质蛋白质抽提试剂盒说明书,抽提细胞核蛋白质。依据BCA蛋白质检测试剂盒说明书,测定样品的蛋白质浓度,制作标准曲线,计算蛋白质浓度,加入相应的SDS蛋白质Loading缓冲液,混匀后放入100℃金属浴恒温器加热10min,置于冰上。采用SDS-PAGE凝胶电泳分离蛋白质,再将蛋白质转移至PVDF膜上,使用5%脱脂奶粉室温封闭1h后,将PVDF膜加入TBST中,摇床晃动1min,加入相应一抗,4℃孵育过夜,次日用TBST洗膜3次,再加入相应的二抗,室温孵育1h,最后用TBST洗膜3遍,每遍5min。将PVDF膜放入超灵敏多功能成像仪中,加入显影液,反应后曝光得到不同目的条带,采用Image J软件分析蛋白质灰度值。
统计学方法采用SPSS19.0统计软件分析数据,定量数据以x±s表示,各组间数据差异比较采用One-w
ay ANOVA法分析,采用GraphPad Prism 5.0软件制作柱状图,P<0.05为差异有统计学意义。
铜铝连接管
结果
MCAO模型建立4组小鼠连续灌胃4周后,建立MCAO模型,并在24h后取材(图1)。
SBP对小鼠脑梗死体积的影响每组取6只小鼠,正常状态下小鼠无脑梗死。造模后,与Sham组表1qRT-PCR的基因引物序列
Tab1Prime sequences in
qRT-PCR
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邵帅,等.麝香保心丸对小鼠缺血性脑卒中的保护作用及机制相比,经TTC 染,I/R 组梗死体积明显大于Sham 组(P <0.001)。经SBP 灌胃预处理4周后,LSBP 组和HSBP 组梗死体积均明显小于I/R 组,差异有统计学意义(LSBP vs.I/R ,P =0.002;HSBP vs.I/R ,P <0.001),且SBP 对梗死体积减小具有剂量正相关性,HSBP 组梗死面积小于LSBP 组梗死体积,差异有统计学意义(P =0.005)。因此,SBP 可以减少缺血性脑卒中引起的梗死体积(图2A~C )。
SBP 对小鼠脑组织含水量的影响
每组取6只
小鼠,与Sham 组相比,I/R 组脑组织含水量明显高于Sham 组(P <0.001),提示I/R 组脑组织水肿程度大于模型组。经SBP 灌胃预处理4周后,与I/R 组相比,LSBP 组和HSBP 组脑组织含水量均明显少于I/R 组,差异有统计学意义(LSBP vs.I/R ,P =0.007;HSBP vs.I/R ,P <0.001),且SBP 对脑水肿的改善与剂量正相关,HSBP 组脑水肿程度轻于LSBP 组,差异有统计学意义(P =0.036)。因此,SBP 可以缓解缺血性脑卒中引起的脑水肿(图2D )。
SBP 对激活小胶质细胞数量的影响
每组取6
只小鼠,经IF 检测,与Sham 组相比,I/R 组Iba -1+细胞数量明显增加(P <0.001),Iba -1可作为激活小胶质细胞的标记物[12],这提示I/R 组激活的小胶质细胞数量增加。在缺血性脑卒中的急性期,大量激活的小胶质细胞提示炎症反应加重。经SBP 灌胃预处理4周后,与I/R 组相比,LSBP 组和HSBP 组Iba -
1+细胞数量明显下降,差异有统计学意义(LSBP vs.I/R ,P =0.007;HSBP vs.I/R ,P <0.001),且SBP 对小胶质细胞激活的抑制作用具有剂量正相关性,HSBP 组Iba -1+细胞数量少于LSBP 组,差异有统计学意义(P =0.041)。因此,SBP 可以减少缺血性脑卒中后激活小胶质细胞的数量(图3)。
SBP 对炎症因子表达的影响
每组取6只小
鼠,经qRT -PCR 检测,与Sham 组相比,I/R 组M 1型和M 2型小胶质细胞标志性炎症因子(M 1型:
TNF -α、I L -1β、MCP -1、CXCL 1;M 2型:Arg -1、Ym -1、Mgl 1、Fizz 1)表达均明显增加,差异有统计学意义(A rg -1:P =0.0017;其他P 均<0.001),提示炎症反应加重。经SBP 灌胃预处理4周后,与I/R 组相比,LSBP 组和HSBP 组M 1型小胶质细胞标志性炎症因子表达水平明显下降,差异有统计学意义(IL -1β:LSBP vs.I/R ,P =0.0047;MCP -1:LSBP vs.I/R ,P =0.009;CXCL 1:LSBP vs.I/R ,P =0.044;其他P 均<0.001)。且SBP 对M 1型炎症因子表达的抑制作用具有剂量正相关性,HSBP 组M 1型炎症因子表达水平低于LSBP 组,差异有统计学意义(TNF -α:P <0.001;IL -1β:P =0.031;MCP -1:P =0.007;CXCL1:P =0.028)。与I/R 组相比,LSBP 组和HSBP 组M 2型炎症因子表达水平均有所增加,部分差异有统计学意义(Arg -1:LSBP vs.I/R ,P
=
A :Groups of experiment ;
B :MCAO model (left side ).CCA :Common carotid artery ;ICA :Inter carotid artery ;ECA :External carotid artery ;BA :Basilar artery ;PPA :Pterygopalatine artery ;MCA :Middle cerebral artery.
图1
小鼠实验分组以及MCAO 模型建立
Fig 1
Experimental grouping and establishment of MCAO model
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0.067,HSBP vs.I/R ,P =0.0083;Ym 1:LSBP vs.I/R ,P =0.036,HSBP vs.I/R ,P <0.001;Mgl 1:LSBP vs.I/R ,P =0.014,HSBP vs.I/R ,P =0.004;Fizz 1:LSBP vs.I/R ,P =0.193,HSBP vs.I/R ,P =0.047)。因此,SBP 可以促进小胶质细胞由M 1型向M 2型极化(图4)。
SBP 对NF-κB 信号通路相关蛋白质水平的影响
每组取6只小鼠,经Western blot 检测,与Sham 组相比,在细胞核内I/R 组p -p 65/p 65水平明显增高
(P <0.001)。经SBP 灌胃预处理4周后,LSBP 组和HSBP 组p -p 65/p 65的水平都有所减少,差异有统计学意义(LSBP vs.I/R ,P =0.007;HSBP vs.I/R ,P <0.001),且SBP 对p -p 65/p 65的抑制作用具有剂量正相关性,HSBP 组p -p 65/p 65水平低于LSBP 组,差异有统计学意义(P =0.008)。因此,SBP 可以抑制细胞核内NF -κB 通路的激活,从而减轻缺血性脑卒中带来的炎症反应(图5)
A :The representative photograph of TTC staining for each group ;
B :Quantification of ischemic infarct volume ;
C :Quantification of ischemic
infarct size ;D :Quantification of brain water content.(1)P <0.05;(2)P <0.01;(3)金刚石悬浮抛光液
P <0.001(each group ,n =6).
图2
SBP 减少小鼠缺血性脑卒中引起的梗死体积和脑水肿程度
Fig 2
SBP reduced the infarct size and infarct volume and cerebral edema caused by ischemic stroke in
mice
A :Representative immunofluorescence staining of Iba -1in ipsilateral brain sections 24h after sham operation or MCAO in all groups (400×);
B :Quantitative analyses of Iba -1+cells/total cells.(1)P <0.05;(2)P <0.01;(3)P <0.001(each group ,n =6).
图3
SBP 减少小鼠缺血性脑卒中后激活小胶质细胞的数量
Fig 3
SBP reduced the number of activated microglia caused by ischemic stroke in mice
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本文发布于:2024-09-21 12:23:37,感谢您对本站的认可!

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