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参麦注射液对脑出血大鼠血肿周围区缺氧诱导因子1-α表达的影响

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摘要:目的 探讨参麦注射液脑出血大鼠血肿周围缺氧诱导因子1一α(HIF1-α)表达影响及其意义。方法 将50只SD大鼠随机分为正常组、假手术组、模型组、参麦组,模型组和参麦组组内又分为1d,3d,5d,7d共4个时间点,采用立体定位仪定位注射胶原酶Ⅶ造大鼠脑出血模型,观察大鼠脑出血后神经病理体征改变.免疫组织化学法检测血肿周围区HIF1-α的表达,以及参麦注射液治疗后的影响。结果 与模型组比较,参麦组大鼠神经病理体征减轻明显(P<0.01);正常组和假手术组脑组织神经细胞无HIF1-α表达,而模型组血肿周围区HIF1-α的表达1d时增多,3d时达到高峰,5d时表达下降,至7d时仍有少量表达,与模型组比较,参麦组各时间点的HIF1-α表达要少(P<0.01)。结论 参麦注射液可能通过促进血肿吸收、抑制血肿周围区HIF1-α表达而发挥神经保护作用。

关键词:参麦注射液;脑出血;血肿周围区缺氧诱导因子1-α;大鼠

中图分类号:R743.34 R289.5 文献标识码:A 文章编号:1672-1349(2007)10-0949-03

原发性脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)是指非外伤性脑实质内出血,具有发病率、死亡率和致残率高的特点,对个人、家庭和社会危害极大。既往已从体内外研究证实了参麦注射液通过抗细胞凋亡对缺氧神经细胞发挥保护作用。现利用大鼠脑出血模型探讨参麦注射液对脑出血大鼠血肿周围区缺氧诱导因子1-α(hypoxia inducible factor 1-α,HIF1-α)表达的影响,从而进一步阐述其神经保护作用机制,为参麦注射液临床应用于脑出血的治疗提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物 清洁级SD大鼠50只。雌雄各半,体重200g±20g,均购自湖南中医学院实验动物中心。

1.2 药物、仪器和试剂 参麦注射液(每支20 mL,正大青春宝药业有限公司生产,批号为0307136),SN-3脑立体定位仪,微量注射器,AO-8205型轮转切片机,LHB11800型组织修整机,OVFON多功能光学显微镜,Ⅶ型胶原酶(Sigma公司),鼠抗人HIF1-α(美国NOVUS公司),SP试剂检测盒(Sigma公司),DAB检测试剂盒(Sigma公司)。

1.3 方法

1.3.1 动物造模 按Rosenberg法造大鼠脑出血模型:大鼠腹腔注射10%水合氯醛(400 mg/kg)麻醉后,俯卧位固定于立体定位仪上,局部剪毛,75%乙醇皮肤消毒,头皮正中切口,暴露颅骨。使用《大鼠脑立体定位图谱》进行苍白球定位:前囟后1.4mm,中线右侧旁开3.2mm,深5.6mm。手术刀钻孔,用固定于立体定位仪上的微量注射器缓慢抽取含0.4 UⅦ型胶原酶的灭菌生理盐水(0.2 U/μL)2 μL,校准后垂直进针5.6 mm,缓慢注射,留针5 min后拔出针头,缝合皮肤,放回笼中饲养。假手术组以此方法注入等量灭菌生理盐水。

1.3.2 分组与处理 将50只大鼠随机分为4组,正常组5只,普通饲养,自动饮水,不作任何处理;模型组20只,组内再随机分成脑出血后1d,3d,5d,7d共4个时间点,术前24h以2mL生理盐水腹腔注射,术后仍用生理盐水注射(每天1次),直至处死为止;参麦组20只,动物分配及用药方法均同模型组,参麦注射液2 mL腹腔注射。假手术组5只,普通饲养,动物分配及用药方法均同模型组,术前24 h以2 mL生理盐水腹腔注射,术后仍用生理盐水注射(每天1次),直至第3天处死为止。

1.3.3 评估 造模大鼠清醒后观察大鼠躯体倾斜、立行欲倒、旋转爬行、活动迟缓、易激惹等情况。后按以下方法观察爬杆记分,爬杆长2.0 m,宽2.4 cm,厚4.4 cm,一端抬高45度,术前3d训练大鼠由低向高爬行。具体计分标准为将爬杆等分为4段,每段计6分,4段总分相加共24分。不能爬计6分;患肢拖行计5分;跌下或滑倒>3次计4分;跌下或滑倒<2次计3分;四肢软弱无力计2分;四肢支撑变宽计1分。其中24分为大鼠爬行记分的最高分,分数越高,表示肢体功能越差。

1.3.4 大体标本观察 将实验大鼠以10%水合氯醛腹腔注射麻醉后,放血处死大鼠,迅速开颅取脑组织,生理盐水轻轻洗净血污后,观察鼠血肿吸收情况。

1.3.5 免疫组化检测血肿周围区HIF1-α的表达 将脑组织按固定、脱水、石蜡步骤处理后,进行连续矢状切片(重点为出血中心区和血肿周围组织),片厚(5~10)μm,每个脑组织切片3张,按试剂盒提供的免疫组织化学程序检测血肿周围区HIF1-α的表达;HIF1-α表达阳性的细胞在光镜下细胞浆或细胞核呈棕黄色或棕褐色颗粒。阳性细胞计数:在40倍光学显微镜下观察每张切片出血周围区的每个网格(光学显摄镜40倍下为125μm×125 μm)的HIF1-α阳性细胞并计数。每个部位各观察5个视野,取其均值作为出血周围区的阳性细胞数。

1.4 统计学处理 SPSS 11.5统计软件包进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,实验数据先做方差齐性检验,方差齐者两组样本均数间比较用q检验,方差不齐者作数据转换变为方差齐再行上述检验;计数资料用χ2检验。

2 结 果

2.1 术后大鼠神经系统病理体征 大鼠术后平均45 min麻醉清醒,遗留各种神经系统病理体征。正常组和假手术组大鼠清醒后未见明显神经系统病态。模型组和参麦组大鼠清醒后神经系统病态比较无统计学意义(P>0.05)。详见表1。

2.2 大鼠爬钎记分结果 正常组及假手术组无明显缺陷,模型组、参麦组组内各时间点爬杆计分比较,具有统计学意义(P<0.01);模型组、参麦组大鼠术后1d,3d,5d时爬杆计分比较,具有统计学意义(P<0.01)。详见表2。

2.3 标本大体变化 正常组和假手术组均无出血,模型组和参麦组大鼠术后1d可见手术侧脑肿胀,均出现血肿,术后3d血肿有所吸收,从第5天起出I址明显减轻,术后7d明显吸收,但参麦组相对吸收明显。

2.4 血肿周围区神经细胞HIF1-α的表达 正常组及假手术组大鼠血肿周围区均无HIF1-α的表达,而模型组和参麦组1d时血肿周围区HIF1-α表达增多,主要在神经细胞的细胞核及细胞浆,3d时达到高峰,5d时表达下降,至7d时仍有少量表达,与模型组相比较,参麦组各时间点的HIF1-α表达要少(P<0.01)。两组各时间点血肿周围区HIF1-α表达阳性细胞数详见表3。

3 讨 论

现代医学认为,大多数脑出血病人血肿在24 h内将继续扩大,1d~3d达到高峰,血肿的压迫、血肿中的凝血酶和血红蛋白释放等因素将会引起周围脑组织缺血缺氧,导致血肿周围脑水肿逐渐加重,脑血流量明显下降,引起血肿周围脑组织缺血缺氧,形成一缺血半暗带。HIF1-α是氧调控信息传导通路中的核转录因子,对缺氧特别敏感,脑出血后的缺血缺氧将通过一系列复杂的信号传导途径引起细胞内HIF1-α表达增多。已有研究表明,HIF1-α与缺氧半暗带的神经细胞凋亡成正相关,表达增多的HIF1-α能促进脑出血后血肿周围区神经细胞凋亡,加重脑出血后神经细胞的损伤,恶化神经缺损症状,在脑出血后的病理生理改变中扮演了重要的角色。

参麦注射液源于《千金要方》之生脉散,主要药物为人参、麦冬,其主要功效为益气养阴固脱。现代药理研究表明,参麦注射液通过抗凋亡的作用而减轻神经细胞缺血损伤,已在临床上广泛应用于治疗脑梗死,且取得较好的临床疗效。既往体内的研究表明,参麦注射液可能通过上调血肿周围区神经细胞Bcl-2 mRNA的表达、下调Bax mRNA的表达、显著的抗氧自由基、抑制钙超载作用减轻大鼠脑出血后神经病理体征,减少海马CA1区锥体细胞凋亡而发挥神经细胞保护作用。体外神经细胞原代培养研究也发现,参麦注射液通过抗细胞凋亡在体外发挥神经细胞保护作用,但其作用的信号传导机制尚未完全明了。在本实验研究中,模型组及参麦组大鼠术后均出现了神经功能缺损症状,两组爬杆计分比较有统计学意义,提示参麦注射液能有效地减轻脑出血大鼠的神经功能缺损症状;组织形态学观察显示模型组和参麦大鼠1d时均出现了血肿,3d时开始吸收,5d时血肿明显吸收,7d后血肿局限,这与文献报道一致,但参麦组血肿吸收更完全,提示参麦注射液能促进血肿吸收,从而减轻血肿引起的继发缺血性损害。而免疫组化结果表明,脑出血后血肿周围区神经细胞HIF1-α的表达增多,在出血后3d时最高,与以往的文献报道一致,且与血肿的高峰一致,但参麦组血肿周围区神经细胞HIF1-α的表达明显要少,推测参麦注射液可能通过促进血肿吸收,减轻血肿周围区神经细胞HIF1-α的表达,从而发挥神经细胞保护作用。本实验研究结果进一步为参麦注射临床治疗脑出血提供了一些理论依据。