凉血通瘀方对脑出血大鼠脑组织TLR4和NF-κB p65的影响
2021-10-09王君君李建香张子健过伟峰
王君君,李建香,张子健,过伟峰*
(1. 南京中医药大学,江苏 南京 210023;2. 南京中医药大学附属南京中医院,江苏 南京 210023)
脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)是一种原发性非外伤性脑实质内出血,在我国约占全部卒中患者的20%~30%[1],急性期病死率约30%~40%,预后不良,甚则致残。脑出血后数分钟即可产生血肿占位,颅内压升高,继而出现低灌注,浸润组织产生炎性反应[2]。国医大师周仲瑛创立的凉血通瘀方具有通腑泄热、凉血化瘀之功效,笔者应用此方治疗急性脑出血,前期临床研究观察证实其有助于改善神经系统症状体征,减轻病情,改善预后[3],实验研究有抗炎效应[4]。本研究采用凉血通瘀方干预脑出血大鼠模型,观察其对脑组织TLR4 和NF-κB p65 的影响,并探讨其可能的作用机制。
1 材料
1.1 实验动物
健康雄性成年SD大鼠24只,体质量220~300 g,购自江苏省青龙山动物繁育中心,许可证号:SCXK(苏)2017-0001。置于南京中医药大学实验动物中心饲养:5只大鼠为一笼,不限制饮水、摄食,给予恒温恒湿、12 h光照与12 h黑暗交替环境。本实验方案经由南京中医药大学实验动物伦理委员会审核,批准号为:201905A041。
1.2 实验药物
凉血通瘀方药组成:熟大黄10 g,水牛角(先煎)30 g,生地黄20 g,赤芍15 g,牡丹皮10 g和石菖蒲10 g,购自安徽沪春堂中药饮片有限公司。制成每毫升含1.1 g鲜药的水煎剂药液,放置于冰箱4 ℃保存备用。
1.3 实验试剂
蛋白酶抑制剂混合物(货号:P1005)、裂解液(货号:P0013B)、PMSF(货号:ST505)、蛋白Marker(货号:P0075)、4 × 上样缓冲液、BCA 蛋白浓度测定(货号:P0010S)、β-巯基乙醇(上海碧云天生物技术有限公司);过硫酸铵、Tween-20(北京索莱宝科技有限公司);TLR4 抗体(货号:ab217274)、羊抗兔IgG H&L 二抗(货号:ab6721)、内参抗体(货号:ab181602)[艾博抗(上海)贸易有限公司];SYBR Premix Ex Taq,RT Master Mix(日本Takara 公司);TLR4、GAPDH 引物(上海生工生物工程有限公司设计)。
1.4 实验仪器
注射泵控制器(型号TJ-1A,保定兰格恒流泵有限公司);脑立体定位仪(型号990-685,加拿大David Kopf Instruments 公司);多功能开颅钻(型号Thakita 6222D,日本Makita 公司);50 μL 微量进样器(上海光正医疗仪器);电子天平(型号:CPA1003P,德国Sartorius);酶标仪(美国PerkinElmer,型号:PE);球磨仪(Retsch,型号:MM400);微型垂直电泳系统(Bio-Rad,型号Min i-Protoan T cua);蛋白半干转印仪(Bio-Rad,型号:170-3940);离心机(Eppendorf,型号:5417R);超灵敏发光成像仪(GE,型号:LAS4000);振荡器(海门其林贝尔,型号:vortex-5);7500 Real Time PCR仪(ABI 公司)。
2 方法
2.1 动物造模及给药
在动物中心适应性饲养1 周后,将24 只健康成年SD 大鼠随机分成正常组、假手术组、模型组和凉血通瘀组,共4 组,每组6 只。模型组和凉血通瘀组采用注射泵控制器注血/二次退针法制作脑出血模型[5]:调整立体定向仪,使门齿钩低于耳间线2.4 mm;麻醉仰卧固定,头部正中切开,定位右侧尾状核(前囟点右侧中线旁开3 mm、冠状缝前0.2 mm),钻孔;翻转分离尾动脉,微量进样器穿刺抽血50 μL,固定于立体定位仪,颅骨表面与进针相距6 mm,注射泵以10 min匀速注血50 μL,留针10 min,退针2 mm,再留针5 min,缓慢退针,无菌骨蜡封闭,缝合皮肤。
按照Longa五级评分法[6]进行行为学评分,1~3分表示造模成功。假手术组同样定位后置入空针,不注血。凉血通瘀组按照实验动物和人体临床用药剂量换算公式所得剂量,灌胃凉血通瘀方水剂(1.0 mL/100 g)。假手术组、模型组每日给予等剂量蒸馏水灌胃。各组大鼠均连续灌胃3 d后取材。
2.2 观察指标及方法
2.2.1 行为学评分
按照Longa 五级评分法[6]测评大鼠神经功能缺损程度,再由2 名经过专业培训的研究人员对大鼠评分,计算平均分[7]。
2.2.2 脑组织TLR4、NF-κB蛋白表达
采用Western Blot 法,加入RIPA 裂解液,使用球磨仪匀浆收集大脑总蛋白,采用BCA 试剂盒、酶标仪定量蛋白浓度,以GAPDH 为内参。室温下配置10%SDS-PAGE,待胶凝固后加入样本,进行电泳及半干转。用脱脂奶粉配置浓度为5%的封闭液,4 ℃条件下孵育一抗过夜,室温孵育二抗2 h,配置曝光反应液,运用超灵敏发光成像仪进行蛋白条带成像及检测,ImageJ软件进行计算和分析相对蛋白灰度值。
2.2.3 脑组织TLR4 mRNA的表达
采用RT-PCR 法,取5 mm3左右大小的大鼠脑组织放置于研磨管中,加入研磨钢珠,按50 mg 组织/mL加入Trizol 裂解细胞,提取总RNA,分光光度计检测脑组织RNA 浓度及纯度。以逆转录试剂说明书为标准配制反应体系,进行逆转录。处理逆转录后的产物,设定PCR 反应程序,使用7500 PCR 仪进行扩增,GAPDH作为内参,利用2-△△CT公式计算目的基因表达量。
2.3 统计学方法
采用SPSS 22.0 统计软件进行所有数据分析,满足正态分布,则以均数±标准差(±s)表示,采用方差分析。P≤0.05即为具有统计学意义。
3 结果
3.1 各组大鼠行为学评分比较
与正常组比较,模型组、凉血通瘀组大鼠行为学评分明显升高(P<0.01);与模型组比较,凉血通瘀组大鼠行为学评分明显降低(P<0.01)。具体见表1。
表1 各组大鼠行为学评分比较(±s,分)
表1 各组大鼠行为学评分比较(±s,分)
注:与正常组比较,$$P <0.01;与假手术组比较,**P <0.01;与模型组比较,##P <0.01。
组别正常组假手术组模型组凉血通瘀组n6 6 6 6 Longa五级评分0 0 1.667±0.516$$**1.167±0.408$$**##
3.2 各组大鼠脑组织TLR4、NF-κB蛋白表达
与正常组和假手术组比较,模型组大鼠脑组织TLR4、NF-κB p65蛋白表达皆明显升高(P<0.01),凉血通瘀组NF-κB p65蛋白表达升高(P<0.05);与模型组比较,凉血通瘀组大鼠脑组织TLR4蛋白表达明显下降(P<0.01),NF-κB p65 蛋白表达下降(P<0.05)。具体见表2。各组大鼠脑组织TLR4、NF-κB p65电泳图见图1。
表2 各组大鼠脑组织TLR4、NF-κB p65蛋白表达(±s,灰度值)
表2 各组大鼠脑组织TLR4、NF-κB p65蛋白表达(±s,灰度值)
注:与正常组比较,$$P <0.01;与假手术组比较,**P <0.01,*P <0.05;与模型组比较,##P <0.01,#P <0.05。
组别正常组假手术组模型组凉血通瘀组n6 6 6 6 TLR4 0.174±0.928 0.278±0.202 0.633±0.147$$*0.259±0.025##NF-κB p65 0.472±0.712 0.572±0.186 1.106±0.212$$**0.762±0.210$#
图1 各组大鼠脑组织中TLR4、NF-κB p65蛋白电泳图
3.3 各组大鼠脑组织TLR4 mRNA的表达
引物设计见表3。与正常组、假手术组及凉血通瘀组比较,模型组大鼠脑组织TLR4 mRNA的表达明显升高(P<0.01),凉血通瘀组与正常组及假手术组未见明显差异,见表4。
表3 引物设计
表4 各组大鼠脑组织TLR4 mRNA的表达(±s)
表4 各组大鼠脑组织TLR4 mRNA的表达(±s)
注:与正常组比较,$$P <0.01;与假手术组比较,**P <0.01;与模型组比较,##P <0.01。
组别正常组假手术组模型组凉血通瘀组n6 6 6 6 TLR4 mRNA 1.000±0.000 1.242±0.466 2.242±0.481$$**1.495±0.235##
4 讨论
脑出血属“中风”范畴。卒中后便秘发生率达29%~76%,脑出血更为常见[8-9]。大肠具传导水谷糟粕之功,如果大肠传导失司,阳明热盛,导致热邪与肠内燥屎相结,则浊气上扰,引发神志症状。周老认为本病的主要病机系瘀热,并据此创立凉血通瘀方,以凉血化瘀、通腑泄热为效[10-11]。组方以大黄通腑泻热化瘀、水牛角凉血清热,两药合用重在凉血通瘀;生地黄凉血清热,佐以赤芍、牡丹皮,加强凉血活血散瘀之功效;石菖蒲豁痰开窍,引药上行。本方重在泻热通瘀,顺调气血,给邪以出路,达到以肠治脑之功效。
TLR4/NF-κB 是脑出血损伤后重要的炎症信号通路,NF-κB是炎症信号通路的关键调控靶点,脑出血发生后迅即出现NF-κB活化[12],诱导炎性细胞因子表达,参与炎症反应;炎性细胞因子又是NF-κB的激活物,所以当NF-κB激活引起炎症反应,则会产生级联放大炎症反应,加重脑损害[13]。TLR4是关键跨膜蛋白,将细胞外抗原识别系统向细胞内传递并引发炎症反应[14]。PEREZPARDO P[15]提示TLR4介导的炎性损伤在神经系统疾病的脑肠炎症反应中发挥重要作用。TLR4信号传导可通过下游因子激活NF-κB信号通路,启动与免疫和炎症反应相关的基因转录,以诱导炎症因子表达[16],从而放大炎症效应,参与脑出血引发的继发性炎性损伤[17]。
TLR4的升高导致脑出血预后不容乐观,下降则有助于改善脑出血的预后[18]。本研究结果显示,凉血通瘀方干预后脑出血大鼠的TLR4、NF-κB蛋白表达及TLR4 mRNA表达降低,证实凉血通瘀方可抑制TLR4和NF-κB表达,从而证明凉血通瘀方有助于减轻脑炎症损伤,使脑出血的预后得以改善。鉴于中药复方的作用靶点多,本实验研究仅在蛋白、基因水平证实凉血通瘀方抑制TLR4/NF-κB信号通路以减轻脑损害,尚有待进一步进行更深入的研究。