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珠子参对小鼠局灶性脑缺血损伤的保护作用



全 文 :46% ) ( P > 0. 05) . However,the early apoptosis rates were statistical difference in WHBP 0. 5g /L( 19. 83 ± 2. 50%,P < 0. 05) ,3. 5g /L( 9.
34 ± 2. 47% ,P < 0. 001) ,8. 0g /L( 23. 35 ± 5. 14% ) groups comparing in apoptosis positive group( 28. 72 ± 2. 74% ) and in normal control
( 4. 54 ± 0. 34% ) ( P < 0. 001) except in WHBP 3. 5g /L. Conclusion:WHBP is able to promote growth of cultured fetal rat cerebral cortical
neurons,prevent growth suppression and apoptosis of cultured fetal rat cerebral cortical neurons caused by hypoxia.
Key words white beans polysaccharide; apoptosis; necrosis; neuron; primary culture; hypoxia
珠子参对小鼠局灶性脑缺血损伤的保护作用
贺海波1,石孟琼2,金家红2,陈良金2,卢训丛2
( 1三峡大学天然产物研究与利用湖北省重点实验室,2三峡大学医学院,宜昌 443002)
摘 要 目的:珠子参醇提物对小鼠局灶性脑缺血损伤的保护作用。方法:珠子参醇提物低、高剂量组( 2. 5,5. 0g /kg) 灌胃给
药 7d后制作大鼠大脑中动脉闭塞 ( middle cerebral artery occlusion,MCAO) 模型,缺血 24 小时后,观察进行神经症状评分、斜板试
验,取大脑并用 2,3,5-三苯基四氮唑染色后测定梗塞梗死面积和用失重法计算脑组织含水量;进行脑组织形态学学的检查和制作
脑匀浆测超氧化物歧化酶( SOD) 、谷胱甘肽过氧化物酶 ( GSH-Px) 、过氧化氢酶 ( CAT) 、乳酸脱氢酶 ( LDH) 、Na + -K + -ATP、Ca2 + -
Mg2 + -ATP活性和乳酸( LD) 、丙二醛( MDA) 含量,光学显微镜观察小鼠脑病理变化,实时定量 PCR 技术检测 SOD /GPX /CAT 反应
系统 SOD1 ~ SOD3、CAT和 GPX1 基因表达水平。结果:珠子参醇提物( 2. 5,5. 0g /kg) 能显著提高 MCAO 模型小鼠成活率,明显改
善缺血小鼠的神经症状,降低脑梗死面积和脑含水量,改善脑组织病理变化; 并能明显增加 SOD、GSH-PX、CAT、Na + -K + -ATP、Ca2 + -
Mg2 + -ATP酶活性,降低 LDH活性和 LD、MDA含量; 并且脑组织 SOD /GPX /CAT反应系统基因的表达水平明显上调,尤其是珠子参
醇提物 5. 0g /kg剂量组。结论:珠子参醇提物( 2. 5,5. 0g /kg) 预处理对小鼠局灶性脑缺血损伤具有明显的保护作用,其机制可能是
通过上调 SOD /GPX /CAT反应系统的基因表达,从而减轻脑缺血诱导的氧化应激对脑的损伤。
关键词 珠子参醇提物;局灶性脑缺血;氧化损伤
珠子参( Panacis majoris rhizoma) 为五加科人参属植物珠子
参植物的干燥根茎,具活血散瘀,补血止血,消肿止痛之功,主要
用于气阴两虚,烦热口渴,虚劳咳嗽,跌扑损伤,关节痹痛,咳血,
吐血,衄血,崩漏,外伤出血等症[1]。我们在前期的研究中发现
珠子参除具有强心、保护心肌缺血再灌注损伤外,其水提物对
小鼠局灶性脑缺血和缺血再灌注损伤均具有较好的保护作
用[2,3]。本文旨在此基础上研究其醇提物对小鼠局灶性脑缺血
的保护作用,并初步探寻其可能的作用机制,为其临床应用和
药物研发提供理论基础和实验依据。
1 材料与方法
1. 1 试验药物 珠子参购自宜昌市中医院,并经植物与天然
产物湖北省重点实验室汪鋆植教授鉴定为五加科人参属植物
珠子参,药材标本保存在三峡大学中药药理学三级实验室。珠
子参醇提物制备:珠子参药材烘干称重,粉碎成粗粉,加 10 倍量
60%的乙醇溶液,浸泡 2 小时后,加热回流提取 3 次,每次 3 小
时,合并滤液,滤过,得提取液; 提取液减压回收溶剂至无醇味,
浓缩至生药含量为 1. 0g /ml,4℃保存备用。尼莫地平片,亚宝
药业集团股份有限公司生产,批号 090806。
1. 2 动物 清洁级雄性 5 周龄昆明小鼠,体质量 25 ~ 30g,由
湖北省实验动物研究中心提供,许可证号: SCXK ( 鄂) 2008-
0005。室温( 22 ± 1) ℃,湿度( 60 ± 5) %,12 h 明暗循环,自由饮
食和饮水。
1. 3 试剂 2,3,5-三苯基氯化四氮唑( TTC) ( 美国 Sigma 公
司生产上海化学试剂公司进口分装,批号 060710) ;谷胱甘肽过
氧化物酶( GSH-Px ) 、过氧化氢酶 ( CAT ) 、超氧化物歧化酶
( SOD) 、丙二醛 ( MDA) 、乳酸 ( LD) 、乳酸脱氢酶( LDH) 、Na + -
K + -ATP、Ca2 + -Mg2 + -ATP、考马斯亮蓝试剂盒( 南京建成生物工
程研究所) ; SOD1、SOD2、SOD3、GPX1 ( 谷胱甘肽过氧化物酶
1) 、CAT以及 GAPDH( 上海生工生物工程有限公司合成,具体
引物序列见表 1 ) ; Trizol 和 DEPC ( 上海生工生物工程有限公
司) ; PrimeScript RT reagent Kit With gDNA Eraser 和 SYBR
Premix Ex TaqTM( 大连宝生物工程有限公司) ;其他试剂均为市
售分析纯。
表 1 实时定量 PCR引物序列
基因名称 上游引物序列 下游引物序列
基因片段
长度( bp)
SOD1 TGCAGGGAACCATCCACTTCG CCCATGCTGGCCTTCAGTTAATC 92
SOD2 TGCTGGAAGCCATCAAACGT TTGAAACCAAGCCAACCCC 109
SOD3 TCTCCTCTGCTCCAACAG GTGGGTCTCGGTATAGGG 108
GPX1 GCAATCAGTTCGGACACCAG CACCATTCACTTCGCACTTCTC 126
CAT CGCCACATGAATGGATATGGA GGTTTTTGATGCCCTGGTCA 106
GADPH CGGATTTGGTCGTATTGGG CTCGCTCCTGGAAGATGG 100
1. 4 仪器 ULTRACUT R型超薄切片机( 奥地利莱卡公司) ;
TP1020 组织脱水机( 德国 Leica公司) ; DMR多功能显微镜及图
象分析系统( 德国 Leica公司) ; LD25-2 型低速自动平衡离心机
( 北京京立离心机有限公司) ;WFZ UV-2100 型紫外可见分光光
度计( 上海尤尼柯仪器有限公司) ; Gene Genius 凝胶分析系统
( 英国 SYNGNE公司) 。
1. 5 方法 将 KM雄性小鼠采用完全随机设计分组法分为 5
组,分别为假手术组( n = 30 ) 、模型组( n = 40 ) 、珠子参醇提物
低、高剂量组( 2. 5,5. 0g /kg,每组 n = 40 ) 和尼莫地平组( 2.
26 中药药理与临床 2012; 28( 3)
0mg /kg,n = 40) 。珠子参醇提物和尼莫地平分别在术前 7d 开
始灌胃给药,每日 1 次,缺血前 0. 5h 再给药 1 次。假手术组和
模型组灌胃给予等量蒸馏水。于末次给药 0. 5h后,按照我们在
以前文章[2]叙述的方法,通过阻塞小鼠大脑中动脉( middle cer-
ebral artery occlusion,MCAO) 进行小鼠局灶性脑缺血模型制作。
1. 5. 1 行为学检查 神经症状评分:小鼠 MCAO术 24h后进
行神经症状评分;斜板试验: 小鼠在进行神经症状评分后,通过
斜板实验进行行为学检测,具体方法参见我们前期发表的文
章[2]。
1. 5. 2 梗死面积及脑含水量的测量 进行完行为学检查后,
将实验动物分成 3 部分,实验动物第一部分断头处死,取出脑,
去掉嗅球、小脑和低位脑干,称湿质量。然后冠状均切 4 刀,共
5 片,将切片后的脑组织放置 0. 25% TTC 溶液中,37℃避光孵
育,每隔 7 ~ 8 min翻动 1 次,染色 30 min,10 %的福尔马林固定
并经图像扫描后用 Image /J 图像分析软件测量梗死面积,计算
梗死脑组织百分比[2]。
1. 5. 3 脑组织氧化损伤指标的测定 各组第二部分实验小
鼠断头处死,在冰盘上迅速取脑,取适量的脑组织,用生理盐水
制成 10%脑组织匀浆,3000 rpm 离心 15min,取上清液,用分光
光度计法测定脑组织中的 SOD 、CAT、GSH-Px、MDA、LD、LDH、
Na + -K + -ATP、Ca2 + -Mg2 + -ATP的含量,具体操作按试剂盒说明
书进行,余下的脑组织放置于-80℃保存,以备做分子生物学用。
1. 5. 4 脑组织学检测 各组第三部分实验小鼠,用 10%的水
合氯醛腹腔注射麻醉( 0. 3ml /100g) ,然后开胸,暴露心脏,灌注
针插入心尖并剪开右心耳,用生理盐水灌注至肝脏变白,再用
4%多聚甲醛持续灌注后,断头取脑,取脑组织,经 HE 染色后,
进行组织形态学观察。病理分级标准与评分方法参照钟振东
等人[4]文献报道的分级标准和评分方法进行。
1. 5. 6 SOD、GPX1 和 CAT 基因表达分析 各组第三部分实
验小鼠,每组实验小鼠取适量的脑组织,加入适量的 trizol液,进
行匀浆,室温静置 5min,12000g 4℃离心 10min,将上清转移至
1. 5ml离心管中,加入 1 /5 trizol 体积量的氯仿,振荡混匀,室温
静置 5min,12000g 4℃离心 15min,将上清转移至新的离心管中,
加入与上清液等体积的异丙醇,室温静置 10min,12000g 4℃离
心 10min,向沉淀中加入 1ml 75%的乙醇,清洗沉淀,12000g 4℃
离心 5min,弃上清保留沉淀,干燥,后溶于适量的 DEPC 水中,
即为总 RNA。将提取的 RNA反转录为 cDNA( 按照反转录试剂
盒严格操作) ; 在 RNase Free 处理过的反应管中加入 SYBR
Premix Ex TaqTM II( 2X) 12. 5μl,PCR Forward Primer( 10μM) )
1μl,PCR Reverse Primer( 10μM) 1μl,DNA 模板 2 μl,dH2O( 灭
菌蒸馏水) 8. 5μl,最终反应体系为 25μl。将样品放入实时定量
PCR扩增仪中按 95℃预变性 30s、95℃变性 5s、退火 30s、72℃延
伸 20s条件扩增 40 次。利用 PCR仪汇出扩增曲线,进行 SOD1、
SOD2、SOD3、GPX1 和 CAT基因表达结果分析。
2 结果
2. 1 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠成活率的影响 小
鼠局灶性脑缺血成活率统计时剔除模型组栓塞大脑中动脉时
颅内出血引起死亡的小鼠 3 只,珠子参醇提物低剂量组栓塞大
脑中动脉时颅内出血引起死亡的小鼠 2 只,珠子参醇提物高剂
量组和尼莫地平组栓塞大脑中动脉时颅内出血引起死亡的小
鼠各 1 只。假手术组成活率为 100. 0% ( 30 /30) ,模型组小鼠成
活率为 64. 9% ( 24 /37) ,用珠子参醇提物( 2. 5,5. 0g /kg) 预处
理后,其成活率分别为 73. 7% ( 28 /38) 和 82. 1% ( 32 /39) ,与模
型组比较具有统计学差异( P < 0. 05 和 P < 0. 01 ) ,尼莫地平组
的成活率为 84. 6% ( 33 /39) ,与模型组比较极具统计学差异( P
< 0. 01) 。
2. 2 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠行为学的影响 表 1
结果显示,与假手术组比较,模型组小鼠出现严重的神经功能散
失( P < 0. 01) ,珠子参醇提物均能改善神经症状,其改善作用随
剂量的增加而增强,珠子参醇提物低、高剂量组与模型组比较具
有统计学差异( P < 0. 05 和 P < 0. 01 ) ; 在斜板试验实验中,5 个
组的倾斜角度在 MCAO 术前无统计学差异 ( P > 0. 05 ) ,在
MCAO 24h后,模型组小鼠,倾斜角度显著下降,用珠子参醇提
物预处理后,倾斜角度呈逐渐恢复,与模型组比较,珠子参醇提
物二个剂量组均具有统计学差异( P < 0. 05 和 P < 0. 01 ) ,珠子
参醇提物高剂量几乎与尼莫地平相当( 如表 2 所示) 。
表 2 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠神经症状、斜板实验角度
的影响( 珋x ± s)
组别
剂量
( g /kg)
鼠数
( 只)
神经症状评分 斜板角度( ° )
假手术 30 0. 00 ± 0. 00** 72. 8 ± 5. 9**
模型 24 2. 31 ± 0. 47 51. 9 ± 6. 4
珠子参醇提物 2. 5 28 1. 89 ± 0. 26* 58. 1 ± 5. 6*
珠子参醇提物 5. 0 32 1. 77 ± 0. 31** 61. 2 ± 6. 1**
尼莫地平组 0. 002 33 1. 71 ± 0. 44** 62. 7 ± 4. 3**
与模型组比较 * P <0. 05,** P <0. 01( 下同)
2. 3 珠子参醇提物对小鼠局灶性脑缺血小鼠梗死面积、脑含水
量的影响 同假手术组相比,模型组小鼠梗死亡面积和脑含水
量明显增大( P < 0. 01 ) ,表明造模成功。用珠子参醇提物预处
理后,具有明显的改善作用,且随剂量的增加而增强; 与模型组
比较,珠子参醇提物低、高剂量组均能明显降低小鼠急性脑缺血
脑梗死面积和脑含水量 ( P < 0. 05 和 P < 0. 01 ) ,如表 3 和图 1
所示。
表 3 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠梗死面积、脑含水量的影
响( 珋x ± s)
组别
剂量
( g /kg)
鼠数
( 只)
梗死面积
( % )
脑含水量
( % )
假手术 10 0. 0 ± 0. 0** 60. 7 ± 3. 2**
模型 8 36. 7 ± 4. 3 74. 7 ± 5. 7
珠子参醇提物 2. 5 9 32. 2 ± 3. 6* 69. 9 ± 3. 5*
珠子参醇提物 5. 0 11 30. 9 ± 3. 7** 67. 6 ± 3. 6**
尼莫地平 0. 002 11 26. 7 ± 3. 6** 64. 6 ± 5. 1**
图 1 局灶性脑缺血小鼠脑梗死的典型图片
上图为正常脑组织图片,下图局灶性脑缺血后脑组织图片,白色的区域
为梗死区
2. 4 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织脑组织氧化损
36中药药理与临床 2012; 28( 3)
伤的影响 与假手术组相比,模型组小鼠脑组织 MDA 含量显
著升高,SOD、CAT、GSH-Px 和酶的活性明显减少; 珠子参醇提
物低、高剂量组可使 MCAO 小鼠脑组织 MDA 含量降低,CAT、
GSH-Px和 SOD活性升高,与模型组比较具有显著性差异,其改
善作用随剂量的增加而增强,而且珠子参醇提物高剂量组效果
优于尼莫地平组,如表 4。
表 4 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织脑组织氧化损伤
的影响( 珋x ± s)
组别
剂量
( g /kg)
鼠数
( 只)
MDA
( nmol /mg)
GSH-Px
( U/mg)
SOD
( U/mg)
CAT
( U/mg)
假手术 8 8. 68 ± 1. 90** 21. 25 ± 3. 23** 100. 2 ± 7. 5** 0. 0158 ± 0. 0026**
模型 8 18. 80 ± 3. 88 14. 15 ± 2. 28 77. 3 ± 7. 3 0. 0053 ± 0. 0012
珠子参醇提物 2. 5 8 15. 34 ± 2. 00* 18. 07 ± 3. 07* 85. 3 ± 6. 6* 0. 0073 ± 0. 0013*
珠子参醇提物 5. 0 8 12. 43 ± 2. 64** 18. 33 ± 3. 26** 87. 3 ± 5. 9** 0. 0086 ± 0. 0015**
尼莫地平 0. 002 8 13. 53 ± 1. 61** 17. 09 ± 3. 02* 86. 0 ± 5. 4** 0. 0076 ± 0. 0016*
2. 5 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织脑组织能量代
谢相关酶的影响 与假手术组相比,模型组小鼠脑组织 LD 含
量和 LDH酶活性明显增强,而 Ca2 + -Mg2 + -ATP酶的活性明显减
少。珠子参醇提物低、高剂量组可使 MCAO 小鼠脑组织内 LD、
LDH水平显著降低,Na + -K + -ATP 和 Ca2 + -Mg2 + -ATP 酶活性升
高,与模型组比较具有显著性差异,其改善作用随剂量的增加
而增强,如表 5。
表 5 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织脑组织能量代谢
相关酶的影响( 珋x ± s)
组别
剂量
( g /kg)
鼠数
( 只)
LD
( μg /mg)
LDH
( μg /mg)
Na + -K + -ATP
( μg /mg)
Ca2 + -Mg2 + -ATP
( μg /mg)
假手术 8 3. 47 ± 0. 76** 9. 80 ± 1. 81** 3. 35 ± 0. 64** 2. 24 ± 0. 43**
模型 8 7. 52 ± 1. 55 14. 46 ± 2. 99 1. 88 ± 0. 39 1. 57 ± 0. 32
珠子参醇提物 2. 5 8 6. 13 ± 0. 80* 11. 80 ± 1. 54* 2. 22 ± 0. 25* 1. 91 ± 0. 25**
珠子参醇提物 5. 0 8 5. 41 ± 0. 65** 11. 22 ± 0. 95** 2. 27 ± 0. 25** 1. 95 ± 0. 26**
尼莫地平 0. 002 8 4. 97 ± 1. 05** 10. 26 ± 1. 24** 2. 49 ± 0. 53** 2. 07 ± 0. 44**
2. 6 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织病理变化的影
响 HE染色结果显示:假手术组可见神经细胞形态完整,排列
紧密,胞核完整,核仁清晰,细胞周围间隙无水肿,未见明显坏
死、炎细胞浸润等病理学改变;模型组神经细胞结构模糊,胞体
肿胀,多数细胞核固缩,核仁欠清晰。缺血中心区神经细胞正常
组织结构消失、胞核碎裂、溶解等坏色形态学改变,坏死灶边缘
可见炎性细胞浸润;与模型组比较,珠子参醇提物和尼莫地平预
处理后可见肿胀的神经元细胞变性、坏死等病理学改变也明显
减少,可见形态接近正常的神经元细胞( 如图 2 所示) 。应用
病理分级标准和评分方法进行病理学评分分析,模型组病理
评分 19. 76 ± 2. 37,与假手术组( 4. 32 ± 1. 15 ) 比较具有显著性
差异( P < 0. 01) ;用珠子参醇提物低、高剂量和尼莫地平预处理
后变为 13. 31 ± 1. 97、12. 25 ± 2. 17 和 11. 07 ± 1. 54,与模型组比
较具有显著性差异( P < 0. 01) 。
图 2 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织病理变化的影响
A: 假手术,B: 模型,C: 珠子参醇 2. 5g /kg,D: 珠子参醇 5. 0g /kg,E: 尼
莫地平 2mg /kg
2. 7 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织 SOD、GPX1 和
CATmRNA表达的影响 与假手术组相比,模型组小鼠脑组织
SOD1、SOD2 和 SOD3 与 GPX1、CAT mRNA 表达下降;珠子参醇
提物低、高剂量组可使 MCAO小鼠脑组织 SOD1、SOD2 和 SOD3
与 GPX1、CAT mRNA水平改善,与模型组比较具有显著性差异
( P < 0. 05 和 P < 0. 01) ,其改善作用随剂量的增加而增强,而且
珠子参醇提物高剂量几乎与尼莫地平相当,如表 6。
表 6 珠子参醇提物对局灶性脑缺血小鼠脑组织 SOD、GPX1 和 CAT mRNA表达的影响( 珋x ± s)
组别
剂量
( g /kg)
鼠数
( 只)
SOD1 /GAPDH
mRNA表达
SOD2 /GAPDH
mRNA表达
SOD3 /GAPDH
mRNA表达
GPX1 /GAPDH
mRNA表达
CAT /GAPDH
mRNA表达
假手术 3 1. 22 ± 0. 04** 1. 51 ± 0. 06** 1. 34 ± 0. 07** 1. 14 ± 0. 06** 1. 44 ± 0. 06**
模型 3 0. 84 ± 0. 06 1. 20 ± 0. 03 0. 94 ± 0. 05 0. 67 ± 0. 05 1. 07 ± 0. 05
珠子参醇提物 2. 5 3 0. 95 ± 0. 04* 1. 31 ± 0. 02** 1. 09 ± 0. 05* 0. 85 ± 0. 04** 1. 19 ± 0. 02**
珠子参醇提物 5. 0 3 1. 01 ± 0. 03** 1. 33 ± 0. 02** 1. 17 ± 0. 05** 0. 91 ± 0. 03** 1. 23 ± 0. 03**
尼莫地平组 0. 002 3 1. 15 ± 0. 03** 1. 36 ± 0. 04** 1. 19 ± 0. 06** 0. 95 ± 0. 04** 1. 29 ± 0. 06**
3 讨论
珠子参具有较广泛的药理作用,对消化系统、中枢神经系
统、心脑血管系统、免疫系统等具有广泛的药理作用 [5,6]。我们
结合前期珠子参水提物对小鼠局灶性脑缺血和缺血再灌注损
伤均具有较好的保护作用[2,3],为了进一步观察珠子参醇提物
对缺血性脑损伤的保护作用及可能的机制,我们设计了本实
验。实验研究结果表明,珠子参醇提物能明显增加局灶性脑缺
血小鼠成活率,并且其疗效随剂量的增加而增强,在改善脑缺
血小鼠行为学方面显示出良好的疗效; 在脑形态学和脑含水量
的分析中,我们发现珠子参醇提物能明显减少局灶性脑缺血性
损伤小鼠脑梗死面积和降低脑含水量,显示出了对局灶性脑缺
血性损伤的良好保护作用。
研究表明,脑神经功能与脑能量代谢密切相关,局部的脑缺
血障碍,会使脑缺血、缺氧,引起能量代谢和离子平衡被破坏,导
致脑组织损伤。而 ATP酶是存在于组织细胞及细胞器( 如线粒
体) 等生物膜上的一种逆化学梯度转运离子的蛋白酶,其中
Na + -K + -ATP酶和 Ca2 + -Mg2 + -ATP酶与神经系统关系密切,对
维持神经细胞的形态、离子浓度平衡及膜兴奋性传导等方面发
挥十分重要的作用,其活性可以表示神经细胞质膜功能的状态,
它对维持线粒体膜内、外 H2O、Na
+、Ca2 + 离子平衡起重要作
46 中药药理与临床 2012; 28( 3)
用[7]。研究表明,当脑缺血缺氧时,细胞能量代谢障碍,一方
面,使线粒体合成 ATP 受阻,依赖于 ATP 的离子泵 Na + -K + -
ATP酶活性降低,使得线粒体发生肿胀,而 Ca2 + -Mg2 + -ATP 酶
活性降低使得线粒体内 Ca2 +蓄积,使胞内 Na +、Ca2 +排出障碍,
形成恶性循环,加速细胞死亡[8,9]; 另一方面,由于细胞内能量
不足,糖无氧代谢产生的 LD增多和 LDH大量释放,CO2、H
+等
代谢产物堆积,造成细胞内酸中毒和高渗透压,导致脑细胞水
肿,组织缺血引起酸中毒,加重脑损伤。实验表明,珠子参醇提
物预处理局灶性脑缺血模型小鼠能显著改善的脑能量代谢,增
加脑组织缺血后 Na + -K + -ATP 酶和 Ca2 + -Mg2 + -ATP 酶的活性,
减少 LD含量,降低神经细胞膜的通透性,使 LDH 活性降低,减
少酸中毒的发生。
近年来,随着对自由基( H2O2、OH˙) 研究的深入,逐渐证
实了自由基的连锁反应,即氧自由基生成及脂质过氧化反应增
强是脑缺血性损伤的主要机制之一[10]。大量研究表明,自由基
对健康的作用具有双重性,低浓度自由基为维持健康所必须,
如自由基参与细胞免疫,对于抗局部感染等具有一定的作用,
在正常情况下,机体内氧自由基的产生和清除是平衡的; 在脑
缺血时很容易受到自由基的攻击,导致自由基大量堆积,引起
脂质、蛋白质和核酸的过氧化,使膜结构遭到破坏、蛋白降解、核
酸主链断裂、透明质酸解聚、细胞崩解、细胞发生不可逆改变,导
致脑梗死的形成。因此,进行清除自由基的抗氧化治疗将是脑
缺血性损伤的重要治疗手段之一。在实验中,我们发现局灶性
脑缺血损伤小鼠脑组织出现较强的氧化应激,脑组织中 CAT、
GSH-Px、SOD水平明显降低,脂质过氧化物--MDA 水平显著增
加。而珠子参醇提物能明显升高小鼠脑组织 CAT、GSH-Px 和
SOD水平,并降低 MDA水平,与脑组织病理学及能量代谢相关
酶指标变化相一致,提示珠子参醇提物可通过减轻脑氧化应
激,从而改善局灶性脑缺血引起的缺血性脑损伤。
所有需氧生物在代谢过程中都会产生活性氧,活性氧累积
过多会对细胞造成伤害,严重时导致细胞死亡,机体在长期进
化过程中形成了一套对抗氧化反应的机制[11,12]。SOD /GPX /
CAT反应系统是其中最主要的一组抗氧化酶体系,3 种亚型
SOD( SOD1 ~ SOD3) 负责将活性氧转换成 H2O2,然后 GPX 和
CAT将 H2O2 解离成水
[12 ~ 14]。研究表明,上调 SOD基因的表达
将增强机体清除氧自由基的能力,或缺失 CAT、GPX1 将会导致
严重的氧化损伤[15]。本实验对 SOD1、SOD2、SOD3 和 CAT、
GPX1基因表达进行了分析,发现局灶性脑缺血时,模型组小鼠
脑组织 SOD1、SOD2、SOD3 和 CAT、GPX1 基因表达显著下降,而
珠子参醇提物能够明显增强上述基因表达,实验提示珠子参醇
提物可能通过促进 SOD /GPX /CAT 反应系统基因的表达,从而
增强脑细胞对 、H2O2 的转化能力,从而拮抗脑缺血引起的氧化
损伤。
综上所述,珠子参醇提物对小鼠局灶性脑缺血损伤的保护
作用,可减轻脑缺血引起的脑脂质过氧化损伤,增强受损脑组
织中 ATP 酶的活性,减少酸中毒,改善脑能量代谢和组织病理
学损伤,其作用机制可能是通过上调 SOD /GPX /CAT 反应系统
基因的表达,增强 SOD、GSH-Px和 CAT 抗氧化应激活性,从而
减轻因缺血对脑细胞的直接损害,保护脑细胞并改善脑功能。
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Effect of alcohol extractive of Panacis majoris rhizoma on acute cerebral ischemia injury in mice
He Haibo1,Shi Mengqiong2,Jin Jiahong2,Chen Liangjin2,Lu Xuncong2
( 1 Hubei Key Laboratory of Natural Products Research and Development,2 Medical Science College,
China Three Gorges University,Yichang 443002)
Objective: To investigate the protective effects of alcohol extractive of Panacis majoris rhizoma pretreated on acute cerebral ischemia in-
jury in mice. Methods: All mice were randomly divided into sham group,model group and two groups pretreated with different doses ( 2. 5,
56中药药理与临床 2012; 28( 3)
5. 0g /kg /d) of the extract. The extract pretreated groups were administered intragastrically with the extract for 7days. Meanwhile,the other
mice were given distilled water. After pretreating for 7 days,the focal cerebral ischemia model was induced by blocking MCAO in mice. The
survival rate,neurological deficit scoring and the inclined board testing were assessed,and the infarction percentage,water content,histology
of the rat brains were analyzed 24h after MCAO,the levels of superoxide dismutase ( SOD) ,glutathione peroxidase ( GSH-Px) ,hydrogen
peroxidase ( CAT) ,malondialdehyde ( MDA) ,lactic acid ( LD) ,lactate dehydrogenase ( LDH) ,Na + -K + -ATPase,Ca2 + -Mg2 + -ATPase
were also measured. Real-time polymerase chain reaction was applied to detect the mRNA expressions of SOD1 ~ SOD3,CAT and GPX1 an-
tioxidative genes. Results: Compared with the model group,panacis majoris rhizoma pretreated ( 2. 5,5. 0g /kg) obviously increased the sur-
vival rate; significantly reduced the neurological deficits,infarct size and water content of acute cerebral ischemia injury in mice ( P < 0. 05
and P < 0. 01,respectively) ; in brain tissue bomogenat,panacis majoris rhizoma pretreated ( 2. 5,5. 0g /kg /d) could remarkably improved
the activities of SOD,GSH-PX,CAT,Na + -K + -ATPase,Ca2 + -Mg2 + -ATPase,and the levels of LD,LDH and MDA were significantly de-
creased ( P < 0. 05 and P < 0. 01,respectively) . Moreover,the mRNA expressions of SOD1 ~ SOD3,CAT and GPX1 in brain tissue de-
creased marketly in the model group,while were up-regulated in panacis majoris rhizoma-treatment groups,and there was dose-effect relation-
ship between the two panacis majoris rhizoma pretreated groups. Conclusion: The results suggest that both the low and high dose panacis ma-
joris pretreated has obviously protective effects on acute cerebral ischemia injury in mice via attenuating hepatic lipid peroxidation.
Key words Panacis majoris rhizoma( 珠子参) ; acute cerebral ischemia injury; oxidative stress
大黄配伍前后对大鼠肝肾的影响*
柴宝娟,李 祥**,陈建伟
( 南京中医药大学药学院,南京 210046)
摘 要 目的: 观察大黄分别与甘草、炙甘草、黄连配伍后,以及在复方制剂泻心汤中大黄对大鼠的肝肾毒性,为临床合理应
用大黄提供依据。方法 :各配伍组制备总提取物,以大黄生药量计,按 18g /kg( 大黄生药) 灌胃,每天给药 1 次,连续 30 天。结果:
大鼠在给药大黄总提物 18g /kg( 大黄生药) 两周后就表现出一定肝肾毒性,生化指标 ALT、AST、CR 呈不同程度地升高。并且给药
30天后 ALT、AST、CR不同程度地升高,BUN略降低,肝脏有轻度嗜酸性病变及轻度水肿,肾脏出现轻度淤血、水肿和核固缩。除炙
甘草外,大黄与甘草、黄连配伍后及在泻心汤中均显示大黄肝肾毒性有所降低。结论: 大黄配伍后在一定程度上减轻其肝肾毒性。
关键词 大黄;肝肾毒性;配伍
大黄在临床上应用广泛,是治疗多种疾病的重要中药。以
往研究表明大黄中蒽醌类成分及鞣质类成分具有潜在的肝肾
毒性[1,2],而在临床上大黄往往通过配伍或炮制后使用,在一定
程度上降低大黄的肝肾毒性。本文拟考察大黄配伍前后对大
鼠肝肾的影响,为下一步大黄配伍减毒机制研究奠定基础,并
为临床大黄配伍应用提供理论依据。
结合课题组前期研究,选用与大黄配伍后蒽醌及鞣质含量
减低幅度较大,且在临床上配伍频率较大的药味[3],即甘草、炙
甘草、黄连,分别与大黄组成对药,另外选择临床广泛应用的泻
心汤进行大黄配伍研究。
1 材料与方法
1. 1 试验药物 大黄及各配伍药材均购自安徽丰原铜陵中药
饮片有限公司( 批号 20111008) ,经南京中医药大学陈建伟教授
鉴定,大黄为蓼科植物掌叶大黄 Rheum palmatum L.的干燥根及
根茎,甘草为豆科植物甘草 Glycyrrhiza uralensis Fisch.的干燥根
及根茎,炙甘草为甘草的炮制品,黄连为毛茛科植物黄连 Coptis
chinensis Franch.的干燥根茎,黄芩为唇形科植物黄芩 Scutellaria
baicalensis Georgi.的干燥根。
药物配伍及总提物的制备:大黄与生甘草配伍的比例为 4:
1;大黄与黄连配伍的比例为 2: 1 ( 泻心汤中的组方配比) ; 大黄
与炙甘草配伍的比例为 1: 1; 泻心汤的组方比例遵循经方。将
各药材粉碎得粗粉,取大黄粗粉,其他药材按上述配比取药,加
10 倍量 95%乙醇加热回流三次,每次 1h,合并滤液浓缩得醇提
液,滤渣挥去乙醇,加 10 倍量水,加热提取 1h,滤液浓缩得水提
液,将醇提液和水提液合并减压干燥得各组总提物。各组总提
物的得率见表 1。将所得的各组总提物密封干燥保存,临用前
以 0. 5%羧甲基纤维素纳 ( CMC-Na) 将其配成含 0. 9g ( 大黄生
药) /ml的混悬液供试验用。
表 1 各组总提物得率
序号 总提物得率( % )
1.大黄 51. 30
2.大黄-甘草 4: 1 47. 90
3.大黄-炙甘草 1: 1 43. 60
4.大黄-黄连 2: 1 38. 50
5.泻心汤 40. 30
66 中药药理与临床 2012; 28( 3)
* 基金项目 江苏高校优势学科建设工程资助项目( ysxk - 2010) **通讯作者