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Gene screening of Buyang Huanwu Decoction used for delaying denervated tibial muscle atrophy of rats

补阳还五汤延缓大鼠胫前肌失神经肌萎缩的基因筛选



全 文 :·516· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 4 期 2014 年 2 月

• 药理与临床 •
补阳还五汤延缓大鼠胫前肌失神经肌萎缩的基因筛选
周 岚,吴颢昕,梅晓云
南京中医药大学基础医学院,江苏 南京 210023
摘 要:目的 运用基因芯片技术筛选补阳还五汤延缓大鼠胫前肌失神经肌萎缩的靶基因,并对变化显著的 PI3K 基因进行验证。
方法 建立大鼠腓总神经夹伤模型,将造模的 20 只 SPF 级 SD 大鼠随机分为补阳还五汤组与模型组,术后 ig 给药,18 d 后芯片
筛选差异表达基因。并运用 RT-PCR 与 Western blotting 法验证 PI3K 基因与蛋白的差异表达。结果 与模型组相比,补阳还五汤组
基因表达谱有显著性差异,其中 14 条基因表达上调,10 条基因表达下调,其中 Angptl4 与 Pik3c2g 基因表达变化较明显(上调 5
倍);同时基因验证表明:与模型组相比,补阳还五汤中、高剂量(生药 12.96、25.92 g/kg)组 PI3K mRNA 与蛋白表达均显著增
加(P<0.05、0.01)。结论 补阳还五汤对失神经肌萎缩的防治作用与其对多种相关基因的调控有关,其机制可能是通过促进能
量合成与血管新生,保护神经,抑制细胞凋亡与胶原合成等方面来防治失神经肌萎缩的发生;补阳还五汤可能通过增加 PI3K 基
因与蛋白表达,从而延缓肌萎缩的发生;PI3K/Akt 信号转导通路的激活可能在补阳还五汤延缓失神经肌萎缩中发挥重要作用。
关键词:补阳还五汤;失神经;肌萎缩;胫前肌;基因芯片;PI3K/Akt 信号转导通路
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)04 - 0516 - 07
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.04.012
Gene screening of Buyang Huanwu Decoction used for delaying denervated tibial
muscle atrophy of rats
ZHOU Lan, WU Hao-xin, MEI Xiao-yun
Basical Medical College, Nanjing University of Traditional Chinese Medicine, Nanjing 210023, China
Abstract: Objective To screen the target gene of Buyang Huanwu Decoction (BHD) used for delaying denervated tibial muscle
atrophy of rats by genechip technique and to verify the differentially expressed gene PI3K. Methods After 20 Sprague-Dawley (SD)
rats were subjected to common peroneal nerve crush model of 5 mm injury, they were randomly divided into BHD and model groups,
for daily ig administration of drugs after operation. The drug administration lasted for 18 d, the genechip analysis was performed to
screen the differentially expressed gene. Then, RT-PCR and Western-blotting were used to detect the differential expression of PI3K
and protein. Results Compared with the model group, there was a significant difference of gene expression profile in BHD group.
Among them, the expression of 14 genes had up-regulation and 10 genes had down-regulation. In the differential expression genes,
Angptl4 and Pik3c2g had the more obvious change (up-regulation for 5-fold). Simultaneously, the validation tests showed: Compared
with the model group, the PI3K mRNA and protein expression in the BHD mid- and high-dose (crude drug 12.96 and 25.92 g/kg)
groups increased significantly (P < 0.05, 0.01). Conclusion The preventive and therapeutic effects of BHD on denervated tibial
muscle atrophy of rats are relevant with the regulation of many related genes. The mechanism may be as follows: promoting energy
synthesis and blood neogenesis, neuroprotection, anti-apoptosis, and inhibition of collage synthesis; BHD could delay the denervated
tibial muscle atrophy of rats by increasing the expression of PI3K and protein; The activation of PI3K/Akt signal transduction pathway
probably play an important role in delaying the denervated muscle atropy by BHD.
Key words: Buyang Huanwu Decoction; denervation; muscle atrophy; tibial muscle; genechip; PI3K/Akt signal transduction pathway

收稿日期:2013-08-23
基金项目:国家自然科学基金(青年科学基金)资助项目(81302890);江苏省高校自然科学基金面上项目(13KJB360003);江苏省自然科学
基金面上项目(BK2011816);高等学校博士学科点专项科研基金面上项目(新教师类)(20123237120004);南京中医药大学青年
自然基金项目(12XZR09)
作者简介:周 岚(1978—),女,辽宁人,讲师,博士,研究方向为神经系统疾病康复。E-mail: 13805189258@163.com
*通信作者 梅晓云(1954—),女,硕士,教授,博士生导师,研究方向为神经系统疾病康复。E-mail: xiaoyun663399@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 4 期 2014 年 2 月 ·517·

周围神经损伤后骨骼肌因为神经营养作用的丧
失及自身废用而发生萎缩[1]。临床上延缓失神经肌萎
缩的治疗效果均不能令人满意[2]。因此,如何在神经
建立重新支配前防止肌肉萎缩是目前研究的热点与
难题。失神经肌萎缩属于祖国医学的“痿证”范畴。
前期研究发现补阳还五汤对失神经肌萎缩具有较好
疗效[3]。因此探索其保护机制成为进一步研究的关
键。然而目前研究主要集中于少数几个基因和蛋白
质[4],通过基因芯片技术从整体水平研究的报道还比
较少。因此本研究采用大鼠腓总神经夹伤模型,利
用基因芯片技术筛选补阳还五汤作用后的差异表达
基因,并运用实时荧光定量 PCR(RT-PCR)与免疫
印迹验证 PI3K 基因与蛋白的差异表达,进一步探讨
补阳还五汤延缓失神经肌萎缩的分子机制。
1 材料
1.1 实验药物
补阳还五汤(由黄芪 120 g、当归 6 g、芍药 6 g、
地龙 3 g、川芎 3 g、红花 3 g、桃仁 3 g 组成)煎煮、
提取、浓缩成浸膏,每克浸膏相当于生药 4 g,由
南京中医药大学药学院制剂室制备后放入 4 ℃冰
箱中保存备用。弥可保,500 μg/片,卫材(中国)
药业有限公司生产(批号 H20030812)。
1.2 主要仪器与试剂
ABI7500 Real-time 荧光定量 PCR 仪、line-gene
K FQD—48A 型荧光定量 PCR 检测系统、MJ—
PTC200 PCR 反转录仪、DNA/RNA 测定仪、Trizol
RNA 提取试剂均为 Invitrogen 公司产品;M-MLV
反转录酶(M1705),GoTaq® qPCR Master Mix
(promega A6001)及 dNTP 为 Promega 公司产品;
Oligo dT18、Random primer、RNase Inhibitor 为南
京生兴生物技术有限公司产品;引物均由上海生工
生物公司合成。
2 方法
2.1 实验动物与分组
本实验选用 SPF 级雄性 SD 大鼠,体质量 200 g
左右,由南京中医药大学实验动物中心提供。基因筛
选实验动物随机分为 2 组:补阳还五汤组与模型组
(生理盐水组),每组 10 只大鼠;基因验证实验动物
随机分为 6 组:假手术组,模型组,补阳还五汤高、
中、低剂量组,弥可保组,每组 10 只大鼠。全部大
鼠均经适应性喂养 1 周以上无异常后开始正式实验。
2.2 大鼠腓总神经夹伤模型制备及给药
大鼠称体质量,以复合麻醉剂(2 mL/kg)ip
麻醉大鼠,左股后正中作 1.5 cm 切口,依次切开皮
肤和筋膜,游离并充分暴露坐骨神经股部。向下进
行腓总神经钳夹术,以 14 cm 止血钳,上全齿钳夹
腓总神经 3 次,10 s/次,每次间隔 10 s,挤压损伤
的宽度为 5 mm[5]。损伤远端以无损伤缝合线作一标
记,逐层缝合手术切口。全部模型由同一人同手法
操作,保持损伤程度的均一性。模型制备及术后饲
养观察均在南京中医药大学实验动物中心进行,手
术后动物按照不同分组分笼饲养。
造模第 2 天开始 ig 给药,补阳还五汤组剂量为
生药 25.92、12.96、6.48 g/kg(中剂量相当于临床使
用剂量)[6],用生理盐水稀释至 4 mL,假手术组与模
型组给予生理盐水 4 mL,弥可保组剂量为 625 μg/kg。
基因筛选实验中补阳还五汤剂量为 25.92 g/kg。
2.3 神经丝蛋白(NF)免疫组织化学染色
预试验中,大鼠造模后,取神经标本行冰冻矢
状切片,进行免疫组织化学染色,正常羊血清(1∶
20)封闭非特异性结合位点,20 min 后去除但不漂
洗;anti-NF100(1∶200,Sigma)室温孵育 24 h;
0.01 mol/L PBS 漂洗 5 min,3 次;FITC 标记的抗小
鼠二抗(1∶400)室温孵育切片 2 h;0.01 mol/L PBS
漂洗 5 min,3 次;50%甘油-PBS 封片;荧光显微
镜观察。
2.4 基因芯片检测差异基因的表达
术后第 18 天,动物给药后,取术侧胫前肌肌
腹中部组织,立即放入 Trizol 中,送至上海晶泰生
物公司进行基因芯片检测。本研究所用的基因芯片
为大鼠全基因组表达谱芯片,型号为 GeneChip® Rat
Genome 230 2.0 Arrays,上海晶泰生物公司提供。
2.5 RT-PCR 检测 PI3K 基因表达
术后第 18 天,动物给药后,于肌腹中部切取
肌组织,立即放入 Trizol 中提取总 RNA,组织匀浆
后转入 Eppendorf 管,室温放置 5 min;加入 0.2 mL
氯仿剧烈震摇 15 s 后,室温放置 3 min;12 000
r/min,4 ℃离心 15 min;取上清液,加等体积异丙
醇室温放置 10 min,12 000 r/min,4 ℃离心 10 min。
沉淀用75%乙醇洗涤1次,干燥5 min,加适量DEPC
处理过的无菌水溶解 RNA。紫外分光光度计在波长
260 nm 和 280 nm 处测定吸光度值,进行定量和纯
度检测,并鉴定其分子完整性。PI3K 正向引物:
5’-CCGACCGCTAAGGTTCCAGG-3’,反向引物:
5’-GGTGTGAACATGACCGAGGCT-3’;β-actin 正
向引物:5’-GGGAAATCGTGCGTGACATT-3’;反
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向引物:5’-GCGGCAGTGGCCATCTC-3’。逆转录
按以下步骤进行:已灭菌且无核酸酶的 0.2 mL PCR
管中依次加入总 RNA 2 μg、Oligo dT 1 μL、Random
primer 1 μL,无核酸酶的双蒸水加至总体积 13.5
μL,65 ℃保温 5 min,然后冰浴 5 min;0.2 mL PCR
管依次加入 RNase 抑制剂 0.5 μL、M-MLV 5×
Reaction Buffer 4 μL、dNTPs 1 μL、逆转录酶 1 μL,
总体积 20 μL。先在 37 ℃保温 1 h,然后 70 ℃保温
15 min。PCR 扩增按以下步骤进行:25 μL 反应体系
含2×qPCR Master Mix 12.5 μL,逆转录后的 cDNA 2
μL,2 μmol/L 上下游引物 2.5 μL,Nuclease-Free
Water 9.5 μL。PCR 优化程序为 95 ℃预变性 2 min,
95 ℃、15 s,60 ℃、1 min,40 个循环。
2.6 Western-blotting 检测 PI3K 蛋白表达
冰浴中取出胫前肌,加入提前预冷的 RI-PA 裂
解液,匀浆器匀浆 10 min,4 ℃、12 000 r/min 离
心 5 min,取上清,测定蛋白的量,置于沸水中煮 5
min 使蛋白变性,12 000 r/min 离心 5 min,取上清
转移到另一个离心管中,−20 ℃保存。上样后经电
泳分离,然后湿法转移至 NC 膜上,用 TBST 溶液
室温封闭 2 h,分别与 PI3K 一抗、β-actin 一抗室温
孵育 2 h,TBST 洗膜 3 次,10 min/次,再与辣根过
氧化酶标记的相应二抗室温孵育 2 h,TBST 洗膜 3
次,10 min/次,发光显影后用凝胶成像分析仪扫描
后进行图像分析。计算 PI3K 与内参 β-actin 灰度比
值,以此作为蛋白的相对表达量。
2.7 统计分析
数据均以 ±x s 表示,采用 SPSS 17.0 统计软件
进行单样本 t 检验。
3 结果
3.1 神经丝蛋白免疫组织化学染色
本实验是研究补阳还五汤对失神经肌萎缩的
保护作用,适宜选用损伤较轻的神经夹伤模型,因
此本研究选用 Sunderland II 度(Seddon II)损伤模
型。损伤较轻,虽然远侧段轴突发生瓦勒变性,但
神经外膜保持完整,神经与肌肉的功能恢复较容
易,更容易在短时间内观察到药物的疗效。本研究
造模后,损伤部位神经丝蛋白免疫组织化学染色显
示阳性信号完全消失,说明夹伤处神经轴突已经完
全断裂,证实了造模成功。见图 1。
3.2 芯片杂交信号散点图
散点图均是两个样品(每个样品对应 1 张芯片)
的对应探针值进行比较得到倍数后绘制得到的。

假手术 模型
图 1 神经丝蛋白免疫组织化学染色
Fig. 1 Immunohistochemical staining of neurofilament protein
Affymetrix 表达谱芯片都是单色荧光,芯片杂交后,
每个探针都会给出是否“表达”的判断,一般来说
信号值较高的就是“表达”的。图 2 中红色是“表
达”的探针之间比较,黄色是“介于表达和不表达
之间”的探针比较,蓝色是“不表达”的探针比较。
图 2 是 MAS5 方法分析后作比较得到的。散点图中
x 轴和 y 轴分别代表用来比对的两个样品对应探针
的信号值(取对数)大小。对角线上是表达无变化
的基因,图中从上到下排列的 4 条平行线分别代表
上调 3 倍、上调 2 倍、下调 2 倍、下调 3 倍。越靠
近 x 轴或 y 轴,表明该基因差异表达越显著。



图 2 芯片杂交信号散点图
Fig. 2 Scatter plot of chip hybridization signal
3.3 补阳还五汤组与模型组胫前肌基因表达变化
补阳还五汤作用 18 d 后,芯片杂交结果表明,
补阳还五汤组胫前肌基因表达与模型组相比有显
著差异(差异表达 2 倍以上),其中 14 条基因表达
上调,10 条基因表达下调。上调基因中变化最明显
的基因为 Angptl4 与 Pik3c2g,其余基因功能主要是
促进能量合成,还有些基因的功能不明确,具体上
调基因见表 1。
下调基因主要涉及到 Na+、K+通道,胶原合成,
抑制血管新生,细胞凋亡这几类。还有些基因的功
能不明确,具体下调基因见表 2。
0.1 1 10 100 103 104 105
Scatter Graph-Yin18-SHL-Signal
G
ao
18
-S
H
L-
Si
gn
al

105
104
103
100
10
1
0.1
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表 1 补阳还五汤组与模型组比较表达上调的基因
Table 1 Up-regulated genes in BHD group compared with model group
基因 ID 基因符号 基因名称 基因功能 差异表达倍数
AA818262 Angptl4 angiopoietin-like 4 血管新生 15.87
NM_053923.1 Pik3c2g phosphoinositide-3-kinase, class 2, gamma polypeptide 信号转导 5.00
NM_133606.1 Ehhadh enoyl-coenzyme A (CoA), hydratase/3-hydroxyacyl CoA
dehydrogenase
促进能量合成 2.92
BI274605 Ucp3 uncoupling protein 3 (mitochondrial, proton carrier) 促进能量合成 2.51
M33648.1 Hmgcs2 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase 2 (mitochondrial) 促进能量合成 2.32
NM_031559.1 Cpt1a carnitine palmitoyltransferase 1a, liver 促进能量合成 2.31
Y09333.1 Acot2 acyl-CoA thioesterase 2 促进能量合成 2.23
NM_053477.1 MLycd malonyl-CoA decarboxylase 促进能量合成 2.21
BI278288 Pnpla2 patatin-like phospholipase domain containing 2 促进能量合成 2.18
NM_053716.1 Fbp2 fructose-1, 6-bisphosphatase 2 促进能量合成 2.05
NM_019157.1 Aqp7 aquaporin 7 功能不明确 3.90
BI283223 Rbp7 retinol binding protein 7, cellular 功能不明确 2.53
NM_080892.1 Selenbp1 selenium binding protein 1 功能不明确 2.52
BE110883 Ttk Ttk protein kinase 功能不明确 2.15
表 2 补阳还五汤组与模型组比较表达下调的基因
Table 2 Down-regulated genes in BHD group compared with model group
基因 ID 基因符号 基因名称 基因功能 差异表达倍数
BE097574 Kcnab1 potassium voltage-gated channel, shaker-related subfamily,
beta member 1
K+通道 −2.79
BI274401 P4ha1 procollagen-proline, 2-oxoglutarate 4-dioxygenase (proline
4-hydroxylase), alpha
胶原合成 −2.67
NM_022290.1 Tnmd tenomodulin 抑制血管新生 −2.17
BI288619 Jun jun oncogene 凋亡 −2.11
NM_030875.1 Scn1a sodium channel, voltage-gated, type I, alpha Na+通道 −2.11
AA957801 Msi2 musashi homolog 2 (Drosophila) 功能不明确 −2.56
AI411594 Plscr2 phospholipid scramblase 2 功能不明确 −2.37
AI170193 Rcan1 regulator of calcineurin 1 功能不明确 −2.07
AI706673 Wasl Wiskott-Aldrich syndrome-like 功能不明确 −2.04
AA901203 Zfp91 zinc finger protein 91 功能不明确 −2.03

3.4 PI3K 基因在大鼠胫前肌中的差异表达
以 β-actin 作为内参,与假手术组相比,各组大
鼠术侧胫前肌 PI3K mRNA 表达量皆不同程度的降
低(P<0.01);补阳还五汤中、高剂量组与模型组
相比,PI3K mRNA 表达量均显著升高(P<0.05、
0.01),而弥可保组与补阳还五汤组间比较无统计学
差异(P>0.05);补阳还五汤高、中、低剂量组两
两比较均无统计学差异(P>0.05)。结果表明补阳
还五汤能明显增加 PI3K 基因表达,见表 3。
3.5 PI3K 蛋白在大鼠胫前肌中的差异表达
以 β-actin 作为内参,PI3K 的蛋白表达量的灰
度值显示,与假手术组比较,各组动物术侧胫前肌
PI3K 蛋白表达均降低(P<0.01);补阳还五汤中、高
剂量组与模型组比较,PI3K 蛋白表达均升高(P<
0.05、0.01),而弥可保组与补阳还五汤组间无统计
学差异(P>0.05);补阳还五汤高、中、低剂量组
两两比较也无统计学差异(P>0.05)。结果表明补
阳还五汤能明显增加 PI3K 蛋白合成,见图 3。
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表 3 PI3K mRNA 基因在大鼠胫前肌中的差异表达
( 10=± n , sx )
Table 3 Differential expression of PI3K mRNA in tibial
muscle of rats ( 10=± n , sx )
组别 剂量 / (g·kg−1) PI3K / β-actin
假手术 — 3.83±0.41
模型 — 1.62±0.17**
弥可保 6.25×10−4 2.98±0.21**##
补阳还五汤 25.92 3.18±0.13**##
12.96 1.86±0.25**#
6.48 1.76±0.18**
与假手术组比较:**P<0.01;与模型组比较:#P<0.05 ##P<0.01
**P < 0.01 vs Sham group; #P < 0.05 ##P < 0.01 vs model group





与假手术组比较:**P<0.01;与模型组比较:#P<0.05 ##P<0.01
**P < 0.01 vs Sham group; #P < 0.05 ##P < 0.01 vs model group
图 3 PI3K 蛋白在大鼠胫前肌中的表达
Fig. 3 Expression of PI3K protein in tibial muscle of rats
4 讨论
补阳还五汤始见于《医林改错》,由清代名医
王清任所创,临床广泛用于周围神经病变等病症,
疗效显著。近年来有研究表明其在防治失神经肌萎
缩方面也有显著疗效[3]。周围神经损伤后,骨骼肌
因为失去神经营养作用出现失神经肌萎缩,属于中
医学的“痿证”范畴。其主要病理机制是元气大伤,
血脉瘀滞,其有效的防治原则是益气活血[2]。补阳
还五汤治疗失神经肌萎缩,切合病机,正是“治痿
独取阳明”思路的体现。本方重用补气药,其中黄
芪为君药,使气旺则促进血行;同时配伍少量活血
药(红花、桃仁、赤芍、地龙、川芎),与黄芪共
奏补气活血通络之效,让瘫痪萎软的肌肉逐渐恢
复。前期研究发现[3],补阳还五汤能在形态与功能
上延缓失神经肌萎缩的发生,对腓总神经损伤后的
胫前肌萎缩具有较好的防治作用。因此在此基础
上,应用基因芯片筛选了补阳还五汤作用失神经肌
萎缩后的差异表达基因。
基因芯片筛选结果发现,表达变化最明显的是
Angptl4 基因,其是血管生成素相关新基因,主要
参与了血管腔的形成,与血管新生密切相关。研究
证实[7],Angptl4 是通过和内皮细胞特异性的受体
Tie-2 结合,促进新生血管的生成、延伸和成熟。朱
洪新等[8]研究显示,Angptl4 基因能够促进原代猪主
动脉内皮细胞的迁移、浸润、管状形成及小鼠血管
新生。Le Jan 等[9]将重组 Angptl4 通过 CHO 细胞移
植入鸡胚尿囊膜,引起明显的新生血管形成及血管
的重新分布。Hermann[10]也表明 Angptl4 在关节炎
的形成中促进了血管生成。众所周知,骨骼肌具有
丰富的血液供应,每根肌纤维周围都有一个网状的
毛细血管围绕,即使短期阻断骨骼肌的正常血供,
都会对肌细胞造成严重的损害。因此,良好的血供
是肌肉正常收缩活动所必需的。失神经后毛细血管
退化和丧失的速度较肌纤维丧失的速度快,这将直
接导致失神经肌肉毛细血管与肌纤维数的比例下
降[11]。因此,不充足的血液供应可能是引起失神经
骨骼肌萎缩的重要原因。而基因芯片结果发现:补
阳还五汤治疗失神经骨骼肌后 18 d,Angptl4 大约
上调 5 倍,且已用基因与蛋白表达验证 Angptl4 表
达的增加。因此推测补阳还五汤可能通过大补元
气,气能生血的机制引起 Angptl4 基因表达上调,
从而促进血管新生,增加失神经萎缩肌肉的血液供
应,延缓肌萎缩的发生。
此外,Pik3c2g 的表达变化也很明显,药物作
用 18 d 后上调约 5 倍。PI3K 即磷脂酰肌醇-3-激酶
是一个包括许多脂质激酶的大家族。而 Pik3c2g 是
其中一员。而 Akt(PKB)被认为是 PI3K 直接的下
游作用靶点。PI3K 可激活 PI3K/Akt 信号转导通路
而在体内发挥重要的生物学作用。例如,PI3K/Akt
信号通路具有增加蛋白质合成,通过泛素化途径减
少蛋白质降解、促进血管新生、肌卫星细胞的增殖
与分化、抗凋亡、细胞周期调控等多种生理功能。
本实验芯片筛选结果发现,补阳还五汤作用后,
Pik3c2g 基因表达明显上调。同时通过从 mRNA 和
蛋白水平也验证了芯片结果。因此推论,具有补气
作用的补阳还五汤可能通过 PI3K/Akt 信号通路的
激活在延缓失神经肌萎缩中发挥重要作用。
β-actin
PI3K
假手术 25.92 12.96 6.48 弥可保 模型
补阳还五汤 / (g·kg−1)
假手术 25.92 12.96 6.48 弥可保 模型
补阳还五汤 / (g·kg−1)
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
**

**#

**##
**
**##
PI
3K






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芯片筛选结果还发现其他上调基因,主要是一
些具有促进能量合成的基因。在中医理论中,“气”
是能量与功能的体现。王相利[12]在研究中也发现,
补阳还五汤作用后,大鼠切断坐骨神经后再生轴突
内有较多的线粒体。因此推测,补阳还五汤可能通
过补气来调节能量代谢,增加肌肉的能量供应,延
缓失神经肌萎缩。
有研究证实,Na+与 K+离子通道的抑制剂或阻断
剂可以保护神经细胞,发挥神经元的保护作用[13-14]。
而本研究发现,药物作用后电压依赖的 Na+、K+通
道基因表达下降,因此推测:这些基因表达下降后
可能通过保护损伤神经而发挥失神经肌萎缩的保
护作用,但确切机制仍需进一步探讨。Tenomodulin
(TeM)蛋白是一种跨膜糖蛋白,也是一种强有力的
血管生成抑制因子,它在体外有特异性抑制血管内
皮细胞增生及血管样结构形成的作用,对新生血管
也具有极强的抑制作用[15]。本研究表明补阳还五汤
作用后 TeM 表达下降,从而降低对血管新生的抑制
作用,因此可能在一定程度上改善血供,促进萎缩
肌肉的恢复。细胞凋亡是受到高度基因调控的主动
而有序的细胞自我消亡过程。目前,国内外的研究
均证实细胞凋亡与失神经骨骼肌萎缩的发生密切相
关,Jun 蛋白是 c-jun 基因的表达产物,具有促凋亡
作用。而补阳还五汤作用后 Jun 基因表达下降,说
明药物很可能通过抑制凋亡延缓肌萎缩的发生[16]。
另外在下调基因中,脯氨酰-4-经化酶(P4ha1)是
胶原合成的关键酶,周围神经损伤后,胶原纤维随
着失神经时间的延长而逐渐增多,这些增生的胶原
纤维可能成为再生神经重新支配骨骼肌的物理屏
障,造成失神经骨骼肌功能恢复不佳。药物作用 18
d 后,脯氨酰-4-羟化酶基因表达减少,胶原合成因
此也减少,从而能有效防止失神经骨骼肌中胶原纤
维的产生。同时,脯氨酰-4-羟化酶也是缺氧诱导因
子-1α(HIF-l)的降解因子,而 HIF-l 可以通过促进
血管新生、改善缺血组织代谢、减轻组织损伤等方
面发挥对缺血、缺氧组织的保护作用[17-18]。药物作
用后,P4ha1 表达下降,对 HIF-I 的降解作用也减
少,从而 HIF-I 的量增加,因此可以通过调控多种
基因的表达,发挥对缺血缺氧组织多靶点的保护作
用。因此,补阳还五汤延缓肌萎缩的发生可能是通
过降低 P4ha1 的表达来减少胶原纤维的合成,增加
HIF-I 对失神经组织的保护作用而实现的。
综上所述,利用基因芯片技术筛选了补阳还五
汤作用失神经肌萎缩模型大鼠后的差异表达基因,
初步探讨了补阳还五汤延缓失神经肌萎缩的分子
机制。结果表明:补阳还五汤对失神经肌萎缩的防
治作用与其对多种相关基因的调控有关,其机制可
能是通过促进能量合成与血管新生、保护神经、抑
制细胞凋亡与胶原合成等方面来防治失神经肌萎
缩的发生。PI3K/Akt 信号转导通路具有增加蛋白质
合成,减少蛋白质降解、促进血管新生与肌卫星细
胞的增殖与分化,调控细胞周期等多种生理功能。
因此,PI3K/Akt 信号通路的激活可能在补阳还五汤
延缓失神经肌萎缩中发挥重要作用。
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