天津中医药大学学报  2018, Vol. 37 Issue (2): 141-144

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鲁利甫, 邱雪银
LU Lifu, QIU Xueyin
黄丹化瘀饮对大鼠脑缺血再灌注损伤及脑组织BDNF、VEGF表达的影响
Effect of Huangdan Huayu decoction on cerebral ischemia reperfusion injury and expression of BDNF and VEGF in brain tissue of rats
天津中医药大学学报, 2018, 37(2): 141-144
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2018, 37(2): 141-144
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2018.02.13

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收稿日期: 2017-12-26
黄丹化瘀饮对大鼠脑缺血再灌注损伤及脑组织BDNF、VEGF表达的影响
鲁利甫1, 邱雪银2     
1. 河南省濮阳市中医医院药剂科, 濮阳 457000;
2. 河南省濮阳市人民医院肿瘤科, 濮阳 457000
摘要: 目的 探讨黄丹化瘀饮对大鼠脑缺血再灌注损伤后脑组织脑源性神经生长因子(BDNF)、血管内皮生长因子(VEGF)表达的影响。方法 选取SD(雄性)大鼠60只随机分为5组(每组12只):假手术组、模型组、小剂量组[7.20 g/(kg·d)]、中剂量组[14.40 g/(kg·d)]、大剂量组[28.80 g/(kg·d)]。用线栓法制备脑缺血再灌注模型,在缺血2 h后进行再灌注,再灌注后的24 h将大鼠处死。进行神经行为评分(ZeaLonga评分法),用免疫组化法、蛋白质印迹法(Western blot)进行BDNF、VEGF及VEGFR-1蛋白表达检测,观察各组BDNF、VEGF、VEGFR-1表达情况。结果 模型组脑缺血再灌注24 h后脑梗死体积及神经功能评分与假手术组比较,差异有统计学意义(P < 0.05);中剂量组、大剂量组脑梗死体积及神经功能评分与模型组比较,差异有统计学意义(P < 0.05);模型组VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达明显高于假手术组,差异有统计学意义(P < 0.05);中剂量组、大剂量组VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达明显高于模型组,差异有统计学意义(P < 0.05);小剂量组与模型组比较,VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05)。结论 黄丹化瘀饮用于脑缺血再灌注后脑损伤模型大鼠,能通过上调VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白水平发挥神经保护作用。
关键词: 黄丹化瘀饮     大鼠脑缺血再灌注     BDNF     VEGF     VEGFR-1    
Effect of Huangdan Huayu decoction on cerebral ischemia reperfusion injury and expression of BDNF and VEGF in brain tissue of rats
LU Lifu1, QIU Xueyin2     
1. Department of pharmacy, Puyang City Hospital of traditional Chinese Medicine, Puyang 457000, China;
2. Department of oncology Puyang People's Hospital, Puyang 457000, China
Abstract: Objective To investigate the effect of Huangdan Huayu decoction on cerebral ischemia reperfusion injury in rat brain derived neural brain tissue growth factor (BDNF), vascular endothelial growth factor (VEGF) expression. Methods A total of 60 SD rats (male)were randomly divided into 5 groups (There were 12 rats in each group):the sham operation group, model group, low dose group[7.20 g/(kg·d)], middle dose group[14.40 g/(kg·d)], high dose group[28.80 g/(kg·d)]. A cerebral ischemia reperfusion model was prepared by wire suture method, reperfusion was performed after ischemia 2 h, 24 h rats were sacrificed after reperfusion. Neurobehavioral score (zealonga score) was performed, the expression of BDNF, VEGF and VEGFR-1 protein was detected byimmunohistochemistry and Western blot, the expressions of BDNF, VEGF and VEGFR-1 in each group were observed. Results The cerebral infarction volume and neurological function score of model group after cerebral ischemia reperfusion 24 h were compared with those of sham operation group, the difference was statistically significant(P < 0.05); the middle dose group, high dose group, cerebral infarction volume and neurological function were compared with the model group, the difference was statistically significant (P < 0.05); the expression of VEGF, BDNF and VEGFR-1 in the model group was significantly higher than that in the sham operation group, and the difference was statistically significant (P < 0.05); the middle dose group, high dose group VEGF, BDNF, VEGFR-1 protein expression was significantly higher than the model group, the difference was statistically significant (P < 0.05); the small dose group was compared with the model group, the expression of VEGF, BDNF, VEGFR-1 protein in the small dose group was not statistically significant (P > 0.05). Conclusion Huangdan Huayu Decoction reperfusion cerebral injury rats are treated for cerebral ischemia, it can exert neuroprotective effect by up regulating the levels of VEGF, BDNF and VEGFR-1 protein.
Key words: Huangdan Huayu decoction     cerebral ischemia reperfusion     BDNF     VEGF     VEGFR-1    

缺血性脑血管疾病是因脑血管病变致使血流减少或中断,使血管供应区出现缺血缺氧情况,出现一些病理生理反应。缺血后最重要的代偿机制就是促进损伤区的血管再生,搭建良好的侧支循环。有研究证实[1-2],血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(VEGFR)在重建缺血性脑血管病变的微循环中作用重大,是脑缺血后使血管再生的调控中心。脑源性神经生长因子(BDNF)在神经生长因子的家族中代表性最强,当神经元发生病变或损伤时,在神经元及其胶质细胞中会有BDNF大量表达,发挥支持、营养、再生等功能。

1 材料和方法 1.1 材料 1.1.1 动物

SD大鼠,均为健康雄性,SPF级,体质量平均(224±16)g,动物合格证号为SYXK(苏)2013-0018,由南京正大天晴公司提供。

1.1.2 药液

黄丹化瘀饮组方主要包括:黄芪、丹参、葛根、钩藤各30 g,川芎10 g,三七粉4.5 g。将中药饮片浸泡30 min(蒸馏水),用文火煎煮15 min,煎煮3次后,煎煮药液混合并过滤,过滤后的药液分别浓缩为浓度为100%、200%、400%的黄丹化瘀饮(生药含量分别1、2、4 g/mL),储于冰箱(4 ℃)中备用。

1.1.3 试剂与仪器

兔抗鼠VEGF一抗、BDNF一抗、VEGFR-1抗体、鼠抗兔二抗试剂盒均由武汉博士德公司提供;蛋白定量试剂盒(BCA);ECL显影液。自动脱水机,德国ASP200S;石蜡包埋机,德国EG1150H;冰箱,日本SANYO;图文分析系统,德国。

1.2 方法 1.2.1 分组

实验动物随机分为5组(每组12只):假手术组、脑缺血再灌注模型组(模型组)、小剂量组[7.20 g/(kg·d)]、中剂量组[14.40 g/(kg·d)]、大剂量组[28.80 g/(kg·d)]。剂量根据大鼠与人体的剂量折算[3]。假手术组、模型组用等体积蒸馏水代替。各组均术前7 d开始给药(灌胃),每日1次,最后一次给药1 h后,制备脑缺血模型(大脑中动脉)。

1.2.2 大鼠模型制备

制备大鼠大脑中动脉栓塞模型,用Liu F[4]改良线栓法。具体方法:大鼠仰卧位固定,麻醉大鼠(用10%水合氯醛,剂量350 mg/kg),经颈部正中切口将颈动脉三角暴露,分离左侧颈总动脉、颈内及颈外动脉,将颈总动脉及颈外动脉结扎,在颈外动脉接近分叉的地方剪“V”形切口,用钝性鱼线线栓(赖氨酸包被、直径0.26 mm)斜行插入,由颈内动脉推进入大脑中动脉,遇到有阻力时止(约插入18~20 mm)。然后肌肉、皮肤缝合,术中大鼠肛温(37.0±0.5)℃。假手术组不插线栓,其他组均此操作。

1.2.3 神经功能评分检测

根据神经功能缺损评分(ZeaLonga评分法)[4](5分制)进行大鼠神经功能评分:无神经功能损伤的症状,为0分;对侧前爪无法完全伸展,为1分;向右侧转圈,为2分;向右侧倾倒,为3分;意识丧失、不能自发行走,为4分。评分为1~3分的大鼠入组实验。

1.2.4 脑梗死体积测定

大鼠脑缺血2 h后再灌注24 h,麻醉迅速取脑,速冻(-20 ℃)18 min后,将脑组织置入脑槽,随脑组织冠状面切成5片,并放入2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)2%的溶液中,避光置入水浴箱中(37 ℃)30 min。然后脑片放入多聚甲醛溶液(4%)中固定4~6 h,用数码相机拍照,图像分析系统计算梗死面积。

1.2.5 组织学检查

在大鼠脑缺血2 h后进行再灌注,24 h后,水合氯醛(10%)麻醉,并迅速开胸,心脏用生理盐水冲洗,4%多聚甲醛灌注并固定,然后断头取脑,并置入同样灌注液,在4 ℃的条件下固定1周,脱水透明浸蜡、包埋,HE染色、封片,并观察(在光镜下)。

1.2.6 免疫组织化法

取大鼠脑组织切片,根据试剂盒说明书严格操作,双氧水(H2O2)(3%)室温孵育,兔抗鼠VEGF、BDNF、VEGFR-1一抗工作浓度均为1:200,然后加二抗,蒸馏水冲洗,复染(苏木素)、分化(盐酸乙醇)、脱水(乙醇)、透明(二甲苯)、封片(中性树胶),显微镜下观察。

1.2.7 蛋白质印迹法(Western blot)检测

取缺血侧的大脑皮质,提取蛋白,BCA法对蛋白浓度进行测定。蛋白变性后,电泳(SDS-PAGE)、转膜并封闭,然后分别加入一抗(VEGF、BDNF、VEGFR-1均为1:1 000;β-actin为1:2 000),在4 ℃下孵育过夜。羊抗兔二抗(1:2 000,HRP标记),室温孵育,增强化学发光法(ECL)显色,凝胶成像、显影。Western blot条带灰度值用Image J图像分析系统,结果为VEGF、BDNF、VEGFR-1和β-actin的灰度值之比表示。

1.3 统计学方法

采用SPSS16.0进行统计学处理,计量资料数据用均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用重复测量的单因素方差分析,组间两两比较采用q检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 各组神经功能评分及梗死体积分析

模型组脑缺血再灌注24 h后脑梗死体积及神经功能评分与假手术组比较,差异有统计学意义(P < 0.05);中剂量组、大剂量组脑梗死体积及神经功能评分与模型组比较,差异有统计学意义(P < 0.05);小剂量组与模型组比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 1图 1

表 1 各组神经功能评分及梗死体积分析(x±s
组别 n 神经功能评分(分) 脑梗死体积所占比例(%)
假手术组 12 0.00±0.00 0.00±0.00
模型组 12 2.42±0.58* 40.25±1.51*
小剂量组 12 2.12±0.35 38.15±1.47
中剂量组 12 1.66±0.25# 28.25±0.88#
大剂量组 12 1.42±0.20## 23.47±0.52##
注:与假手术组比较,*P < 0.01;与模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。
图 1 各组脑梗死再灌注24 h后TTC染色情况,深色为正常脑组织,浅色为梗死组织
2.2 各组脑缺血组织VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达分析

模型组VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达明显高于假手术组,差异有统计学意义(P < 0.05);中剂量组、大剂量组VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达明显高于模型组,差异有统计学意义(P < 0.05);小剂量组与模型组比较,VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 2图 2图 3图 4

表 2 各组脑缺血组织VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白表达分析(x±s
组别 n VEGF蛋白表达(VEGF/β-actin) BDNF蛋白表达(BDNF/β-actin) VEGFR-1蛋白表达(VEGFR/β-actin)
假手术组 12 0.41±0.01 0.83±0.02 0.40±0.02
模型组 12 0.52±0.02* 1.03±0.35* 0.60±0.01*
小剂量组 12 0.51 ±0.02# 1.20±0.25# 0.67±0.12#
中剂量组 12 0.74±0.02## 1.59±0.23## 0.80±0.11##
大剂量组 12 0.88±0.03## 1.62±0.24## 0.89±0.13##
注:与假手术组比较,*P < 0.05;与模型组比较,#P > 0.05,##P < 0.05。
图 2 各组脑缺血组织VEGF蛋白表达(immunohistoche-mistry, ×400)
图 3 各组脑缺血组织BDNF蛋白表达(immunohistoche-mistry, ×400)
图 4 各组脑缺血组织VEGFR-1蛋白表达(immunohistoche-mistry, ×400)
3 讨论

黄丹化瘀饮为本院多年总结出的治疗缺血性脑血管病的中药方剂,其由黄芪、丹参、钩藤、三七、川芎、葛根等草药组成,主要通过活血、益气、化瘀等发挥脑缺血损伤的治疗作用[5]。赵志敏等[6]现代药理证实,三七中的三七总皂苷能明显使缺血再灌注大鼠脑组织BDNF蛋白合成明显增加,上调BDNF mRNA的含量。丹参中的丹参酮ⅡA能明显降低局部脑缺血再灌注大鼠脑梗死体积,也有研究证明其能够上调人CREB调节转录辅激活因子1(TORC1-CREB)信号通路,增强相关基因转录,上调某些神经营养因子的表达,调节神经元损伤后再生等[7-8]。本研究结果显示,黄丹化瘀饮中剂量、大剂量组大鼠神经功能评分、脑梗死面积均明显低于模型组,由此提示此汤剂的有效性。

本研究结果显示,模型组大鼠缺血再灌注损伤后,VEGF蛋白表达明显高于假手术组,这是机体对抗脑组织损伤自身保护的一种方式,与模型组比较,中剂量组及大剂量干预后,能明显上调BDNF、VEGF表达,从而发挥保护神经细胞的作用[9-10]。本研究结果还显示,中剂量组及大剂量干预后,使VEGFR-1表达也明显升高,这说明中、大剂量黄丹化瘀饮促进VEGF蛋白表达的同时,也能够上调其受体表达来促进缺血区的血管生成。此结果和刘秀萍[11]的研究不同,分析其原因,可能是因为研究缺血再灌注时间不同所致(本研究选取时间点为缺血2 h/再灌注24 h,刘秀萍[11]的研究选取时间点为缺血2 h/再灌注12 h,药物促进VEGFR-1表达作用可能还没有充分显现出来)。

黄丹化瘀饮用于脑缺血再灌注后脑损伤模型大鼠,能通过上调VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白水平发挥神经保护作用。不足的是,本研究是多种中药方剂,对具体药物的具体成分发挥的上调VEGF、BDNF、VEGFR-1蛋白水平的作用仍需进一步研究。

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