针康法对脑缺血大鼠脑组织VEGF、LN 表达的影响*
2015-07-11朱路文陈慧杰
朱路文,唐 强,李 季,赵 彬,陈慧杰
(黑龙江中医药大学附属第二医院,黑龙江 哈尔滨150001)
缺血性卒中(ischemic stroke)约占全部脑卒中的70%,其发病率、致残率和致死率高。脑缺血后常伴有运动障碍、感觉障碍、认知功能障碍等,严重影响了患者的日常生活。针康法是脑卒中康复的新策略,是头穴丛刺与现代康复技术的有机结合,具有针刺康复同步、动态治疗的特点[1]。前期研究表明,针康法能减轻缺血脑组织水肿,增加缺血周边区突触数目,升高脑缺血区皮层GAP-43 表达,降低Nogo-A 表达[2]。血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种促血管新生因子,对局灶性脑缺血神经功能缺损改善作用明显。层粘连蛋白(Laminin,LN)变化可直接导致血脑屏障通透性的改变[3],在脑缺血中有维持血管完整性、防止脑水肿及继发性神经元损伤的作用[4]。本研究观察脑缺血后及针康法干预后脑组织VEGF 及LN 的变化,探讨针康法治疗缺血性脑卒中的相关作用机制。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组
清洁级Sprague- Dawley(SD)雄性大鼠,体重(250 ±30)g,购自黑龙江中医药大学动物实验中心,动物质量合格证编号为SYXK(黑)2010007。饲养条件:SPF 级实验中心,大鼠可自由进食、饮水,室温控制在20℃~25℃,湿度保持50% ~60%,明暗光照12 h昼夜循环。
随机将90 只大鼠分成模型组、假手术组、针刺组、康复组及针康组5 组,每组按术后3 天、7 天、14 天时间点再分为3 个亚组,每个亚组6 只。实验处置符合小动物伦理标准。
1.2 主要仪器及试剂
RM2265 型切片(德国Leica);HI1210 型摊片机(德国Leica);DHG-9030A 型电热鼓风干燥箱(中国上海);兔抗大鼠VEGF 多克隆抗体(武汉博士德);兔抗大鼠LN 多克隆抗体(武汉博士德)。
1.3 模型制备
采用阻闭大鼠大脑中动脉(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)诱导永久性局灶性脑缺血。术前12 h禁食不禁水。10%水合氯醛麻醉,术中动物保持自主呼吸,恒温加热板保持大鼠体温恒定(37. 0 ±0.5℃)。颈部常规消毒,颈部正中切口,暴露大鼠颈总动脉、颈外动脉以及颈内动脉,将颈总及颈外动脉结扎,在颈总动脉分叉部的下方使用眼科剪剪一小切口,将尼龙单纤丝线(Japan)一末端烤成约2.6 cm 的圆头插入颈内动脉17 ~18 mm,完全阻断大脑中动脉的血流。假手术组大鼠手术方法同模型组,但线栓仅从颈总动脉插入约10 mm,不能阻断大脑中动脉血流供应。术后6 h 采用改良的Bederson 标准[5]进行神经功能评分,1 ~3 分的pMCAO 大鼠纳入本实验。
1.4 干预方法
模型组:造模后回笼饲养,不予任何治疗,只予以同等条件抓取。
假手术组:造模后回笼饲养,不予任何治疗,只予以同等条件抓取。
针刺组:造模后24 h,采用头穴丛刺针法治疗。参照前期实验研究,采用1.0 寸针灸针,取百会穴及百会左、右侧各旁开2 mm 处针刺,快速捻转1 min 后留针2 h,每日1 次。
康复组:造模后24 h,采用跑台训练模拟临床康复治疗(在造模前均经过适应性跑台训练3 天,每天10 min,速度为15 m/min)。参照前期预实验形成的方案:时间:30 min/天;速度:1 ~3 天8 m/min,4 ~7 天12 m/min,7 天后15 m/min;坡度:0°;1 次/天。
针康组:造模后24 h,采用针康法治疗。针康法参照[6],头穴丛刺留针期间进行跑台训练,针刺方案同针刺组、跑台方案同康复组,每日1 次。
1.5 取材及指标检测方法
术后3 天、7 天、14 天,大鼠以10%水合氯醛麻醉,0.9%生理盐水200 ml、4%多聚甲醛200 ml 灌注。分离缺血侧脑组织,4%多聚甲醛PBS 溶液中固定48 h后,取视交叉和其后4 mm 处两点,切取脑冠状薄片,厚度约4 mm,常规石蜡包埋,切片厚度为4 ~6 μm,免疫组织化学染色。
采用免疫组化PV 二步法检测血管内皮生长因子(VEGF)、层粘连蛋白(LN)在缺血半暗区皮层的表达,具体方法参照试剂盒。每只大鼠取相同部位连续切片5 张,显微镜在10 ×40 倍下对视野中VEGF、LN阳性细胞进行计数,取平均值进行统计分析。
1.6 统计学处理
2 结果
2.1 各组大鼠缺血半暗区皮层血管内皮生长因子(VEGF)的表达
假手术组可见少量的血管内皮生长因子(VEGF)表达,阳性细胞胞体小,突起细。脑缺血后,VEGF 阳性表达增多,随着缺血时间延长,先增加后降低,与假手术组比较差异显著(P <0.05)。采用针康法、针刺、康复训练干预后,缺血脑组织VEGF 阳性细胞数增加,说明针刺、康复训练、针康法均能促进脑缺血后血管内皮细胞增殖。术后7 天、14 天,与模型组相比,康复组、针刺组与针康组VEGF 阳性表达增强(P <0.05);与康复组、针刺组比较,针康组VEGF 阳性细胞数增多(P <0.05)。以上结果表明,针康法能启动脑缺血后内源机制,促进VEGF 阳性表达,优于单纯康复和针刺。见图1。
图1 VEGF 阳性细胞统计图
2.2 各组大鼠缺血半暗区皮层层粘连蛋白(LN)的表达
假手术组LN 阳性表达较强,镜下可见大量LN 阳性细胞,呈裂隙状或条索状。模型组LN 阳性表达较低,与假手术组比较,差异显著(P <0.05),表明脑缺血后血脑屏障受损,LN 的表达下降。随着缺血时间延长,LN 的表达逐渐增加。术后7 天、14 天,康复组、针刺组与针康组LN 阳性表达较模型组增强(P <0.05);与康复组、针刺组比较,针康组LN 阳性细胞数明显增多(P <0.05)。以上结果表明,针刺、康复训练、针康法干预均能促进LN 阳性表达,改善血脑屏障的通透性,针康法的治疗优势更明显。见图2。
图2 LN 阳性细胞统计图
3 讨论
针康法是头穴丛刺与现代康复技术的有机结合,具有“针康同步、动态治疗、整体康复”的特点。在针康法的核心内容中,头穴丛刺的效应能够透过颅骨,刺激大脑皮层,直达责任病灶;康复训练作用于四肢,通过多次重复的动作,非侵入性刺激中枢系统,提高脑结构、功能的可塑性,两者双向调节、同时作用,促进受损脑功能的恢复。
VEGF 又名血管通透性因子,是一种特异性地作用于内皮细胞表面受体的血管生成因子,具有维持血管通透性、诱导血管发生的作用。脑缺血、缺氧可诱导内源性VEGF 表达,促进血管内皮细胞分化、增殖,缩小脑梗死体积;血管表皮生长因子受体(VEGF-R)通过多种信号途径介导微血管及神经再生,促进内源性神经干细胞增殖、迁移和分化,发挥脑保护作用[7]。本实验中,各时间点模型组VEGF 阳性细胞数较假手术组增加,差异显著(P <0.05),说明脑缺血启动内源性机制促进VEGF 阳性表达,修复损伤的血管内皮细胞。各时间点,针刺组、康复组及针康组VEGF 阳性细胞表达均明显高于模型组,说明3 种干预方法均能激活神经血管单元中的血管内皮保护因子;陈鹏典等[8]证明了督脉电针联合人脐血MSCs 移植具有协同效应,可上调缺血区半暗带VEGF 表达,促进血管新生,与本研究结果相一致。术后7 天、14 天两个时间点,针康组VEGF 阳性表达明显高于针刺组及康复组(P <0.05),这表明针康法可上调VEGF 阳性表达,在促进脑缺血后微血管修复上优于单纯针刺及康复。
血脑屏障是脑组织最重要的防御结构之一,其通透性发生改变将影响神经元的存活。LN 是一种大型的糖蛋白,是胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分[3],与Ⅳ型胶原一起构成基膜,参与组成血脑屏障,缺血后它的一系列变化将直接改变血脑屏障通透性。细胞表面的特异性受体与层粘连蛋白结合,细胞与基底膜结合成为一个紧密体,起到保护、过滤的作用,并决定细胞的极性,影响细胞的代谢、存活、迁移、增殖和分化[4]。本研究结果发现,脑缺血后LN 蛋白的表达增加,恢复血脑屏障通透性,同时与神经胶质细胞共同促进神经元的生长、分化以及轴突的生长。针康法、针刺、康复干预后LN 的表达较模型组明显上调,说明这3 种方法都能通过恢复血脑屏障通透性发挥脑保护作用,但针康法上调LN 的表达更加明显,在保护血脑屏障上的优势更突出。
综上,本实验结果表明针康法能促进脑缺血区半暗区VEGF、LN 的表达,从而促进脑缺血后微血管的再生,改善血脑屏障的通透性。
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