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Protection of extract from Phyllanthus emblica on focal cerebral ischemia-reperfusion injury in rats and its mechanism

余甘子提取物对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制



全 文 :·3590· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月

余甘子提取物对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制
章江生 1,吴 婷 2*,唐琪晶 3,高建莉 3,陈素红 3, 4
1. 浙江康恩贝制药股份有限公司,浙江 杭州 310052
2. 杭州迪生医药有限公司,浙江 杭州 310004
3. 浙江中医药大学,浙江 杭州 310053
4. 温州医科大学,浙江 温州 325035
摘 要:目的 研究余甘子提取物对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制。方法 大鼠随机分为假手术组,模型
组,余甘子提取物高、中、低剂量(生药 6.0、3.0、1.5 g/kg)组和阳性药组(银杏叶提取物 100 mg/kg),各给药组每天 ig
给药 1 次,连续给药 10 d。末次给药后 30 min,大脑中动脉线栓法制备大鼠脑缺血再灌注模型,造模后,行神经功能学评
分,测定脑梗死面积和脑组织超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细
胞介素-6(IL-6)、诱导性一氧化氮合酶(iNOS)、核转录因子(NF-κB)的水平。结果 与模型组相比,余甘子提取物能减
少局灶性脑缺血再灌注大鼠的神经功能评分和脑梗死面积(P<0.05),提高脑组织 SOD 活性(P<0.05),降低 MDA、NO、
IL-1β、IL-6、iNOS 和 NF-κB 的水平(P<0.05)。结论 余甘子提取物对大鼠脑缺血再灌注损伤具有明显的保护作用,其机
制可能与抗氧化和抑制炎症有关。
关键词:余甘子;脑缺血再灌注;抗氧化;炎症;大脑中动脉线栓法
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)24 - 3590 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.24.017
Protection of extract from Phyllanthus emblica on focal cerebral ischemia-reperfusion
injury in rats and its mechanism
ZHANG Jiang-sheng1, WU Ting2, TANG Qi-jing3, GAO Jian-li3, CHEN Su-hong3, 4
1. Zhejiang Conba Pharmaceutical Co., Ltd., Hangzhou 310052, China
2. Hangzhou Addisun Medicine Co., Ltd., Hangzhou 310004, China
3. Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China
4. Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China
Abstract: Objective To study the protection of extract from Phyllanthus emblica (EPE) on focal cerebral ischemia-reperfusion injury
in rats and its mechanism. Methods Male SD rats were divided into six groups such as Sham, model, Ginkgo biloba extract (100
mg/kg, positive control), low-, mid-, and high-dose (crude drug 6.0, 3.0, and 1.5 g/kg) EPE groups. The rats in the treatment groups
were ig administered once daily for 10 d. On day 10 the focal cerebral ischemia-reperfusion rat model was established using middle
cerebral artery occlusion method. After the model establishment, the neurological function scores were observed, the infarct size was
measured by TTC staining, and the contents of SOD, MDA, NO, IL-1β, IL-6, iNOS, and NF-κB in brain tissue were measured. Results
Compared with the model group, EPE could significantly reduce the neurological function scores (P < 0.05), decrease the cerebral
infarct size (P < 0.05), increase the activity of SOD (P < 0.05), and reduce the contents of MDA, NO, IL-1β, IL-6, iNOS, and NF-κB
(P < 0.05) in brain tissue. Conclusion EPE has the significant protection on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats due to
increasing the anti-oxidant activity and inhibiting the inflammatory reaction.
Key words: Phyllanthus emblica L.; cerebral ischemia-reperfusion; anti-oxidant; inflammation; middle cerebral artery occlusion

余甘子为大戟科植物余甘子 Phyllanthus
emblica L. 的干燥成熟果实,清热凉血、消食健胃、
生津止咳;用于血热血瘀、消化不良、腹胀、咳嗽、
喉痛、口干。余甘子果实富含鞣质及有关多元酚类

收稿日期:2014-03-10
作者简介:章江生(1976-),男,浙江杭州人,硕士研究生,研究方向为中药学。Tel: (0571)87774801 E-mail: wtzjshr@126.com
*通信作者 吴 婷(1974—),女,浙江杭州人,工程师。Tel: 13666691312 E-mail: wotinger@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月 ·3591·

化合物,其量高达 11.4%[1]。余甘子多酚是余甘子
最主要的抗氧化成分,其可以通过抑制诱导性一氧
化氮合酶(iNOS)、环氧化酶-2(COX-2)表达以
及抑制核转录因子-κB(NF-κB)信号通路而降低氧
化应激的损伤[2-3]。此外,余甘子果实还含有黄酮、
多糖、三萜、甾醇、脂肪酸、蒽醌、维生素、氨基
酸、蛋白质等成分[4]。现代药理学研究表明,余甘
子果实具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗突变、抗癌、
抗氧化、调血脂、抗动脉粥样硬化、保肝、保护胃
肠道、抗辐射及免疫调节等多种活性[5],是一种具
有较高食用和药用价值的野生植物资源。为更好开
发利用余甘子植物资源,本研究通过建立大鼠局灶
性脑缺血再灌注模型,研究余甘子提取物对脑组织
的保护作用,并探讨其可能的机制。
1 材料
1.1 动物
SD 大鼠,雄性,清洁级,体质量 200~250 g,
由浙江省医学科学院实验动物中心提供,动物合格
证号 SCXK(浙)2008-0033。
1.2 药物与试剂
余甘子提取物(含总多酚 35%,浙江现代中药
与天然药物研究院提供,为 50%乙醇提取经树脂纯
化,浸膏生药质量浓度为 3 g/mL);银杏叶提取物
(含总黄酮醇苷 24%、总萜内酯 6%,浙江现代中药
与天然药物研究院提供);氯化-2, 3, 5-三苯基四氮
唑(TTC),美国 Sigma 公司;超氧化物歧化酶(SOD)
检测试剂盒、丙二醛(MDA)检测试剂盒、一氧化
氮(NO)检测试剂盒,南京建成生物工程公司;
白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6 ELISA 试剂盒,武汉
博士德生物科技有限公司;iNOS 试剂盒,北京邦
定泰克生物试剂公司;NF-κB ELISA 试剂盒,福建
迈新生物科技有限公司。
1.3 仪器
美国 Bio-Rad 680 型酶标仪;日本 Shimadzu
UV2450 紫外分光光度计;日本日立 CR21G 型高速
离心机;德国 Sartorius BP121S 型电子天平。
2 方法
2.1 分组与给药
动物随机分为 6 组:假手术组,模型组,余甘
子提取物高、中、低剂量(生药 6.0、3.0、1.5 g/kg)
组和银杏叶提取物组(阳性药,100 mg/kg),每组
20 只。各组大鼠按所设剂量 ig 给药,连续 10 d,
每天 1 次,假手术组和模型组给予等体积生理盐水。
于末次给药后 30 min 造模。
2.2 大鼠脑缺血再灌注模型的制备
参照文献方法[6]制备大脑中动脉栓塞(MCAO)
模型:大鼠麻醉后,仰位固定,颈正中切开,分离
右侧颈总动脉(CCA)、颈外动脉(ECA)、颈内动
脉(ICA)。结扎 ECA、CCA 近心端,在 ECA 近端
备线,用无损伤动脉夹暂时夹闭其远端,在 CCA
分叉处做一切口,插入栓线,至不能再深入为止,
略微回抽,栓线插入深度 18~20 mm。将栓线固定
在 ICA 上,缝合手术切口,外留 1 cm 长线头,缺
血 2 h 后,将栓线外拉,实现再灌注。假手术组仅
分离血管,不插线栓。
2.3 神经功能评分
再灌注 22 h 后,按文献方法[7]对大鼠行为障碍
进行分级评分。
2.4 脑梗死面积的测定
在神经功能评分后,即再灌注 22 h 后,每组取
10 只动物,断头取脑,去除小脑、嗅球和低位脑干,
冠状面切 4 刀,共 5 片,用 0.25% TTC 溶液孵育
30 min 后(37 ℃,避光),再用 10%福尔马林溶液
固定 4 h,取出染色后的脑组织,利用形态分析系
统计算梗死面积。
2.5 脑组织各指标的测定
在神经功能评分后,即再灌注 22 h 后,各组取
10 只大鼠,断头取脑,去掉小脑、嗅球和低位脑干,
取手术侧大脑,用预冷的生理盐水(1∶9)制成 10%
脑组织匀浆,4 000 r/min 离心 15 min,取上清,按
试剂盒说明书,对脑组织中 SOD、iNOS 活性及
MDA、NO、IL-1β、IL-6、NF-κB 水平进行测定。
2.6 统计学处理
实验数据均以 ±x s 表示,应用 SPSS 13.0 软
件进行统计分析,采用 Dunnett t-test 方法进行组间
比较。
3 结果
3.1 对脑缺血再灌注损伤大鼠神经功能评分和脑
梗死面积的影响
造模后,各组动物均出现不同程度的神经功能
损伤症状,与模型组比较,余甘子提取物高、中剂
量组能显著降低大鼠神经功能缺失症状评分(P<
0.01);低剂量组有降低神经功能评分的趋势,但无
显著性差异(P>0.05)。脑梗死面积测定结果表明余
甘子各剂量组均能显著减少大鼠脑梗死面积(P<
0.05、0.01),呈剂量依赖关系,结果见表 1。
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表 1 余甘子提取物对脑缺血再灌注损伤大鼠神经功能
评分和脑梗死面积的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 1 Effect of EPE on neurological function score
and infarct size of rats with cerebral
ischemia-reperfusion injury ( ± = 10x s , n )
组别 剂量 / (g·kg−1) 神经功能评分 梗死面积 / %
模型 — 2.8±0.4 29.3±5.2
银杏叶提取物 0.1 1.6±0.5** 22.2±4.5**
6.0 1.3±0.5** 18.9±3.8**
3.0 1.7±0.5** 22.6±4.4**
余甘子提取物
1.5 2.3±0.7 24.5±4.4*
与模型组比较:*P<0.05 ** P<0.01,下同
*P < 0.05 **P < 0.01 vs model group, same as below
3.2 对脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织中 SOD 活性
和 MDA 水平的影响
模型组大鼠脑组织 SOD 活性显著低于假手术
组(P<0.01),MDA 水平显著高于假手术组(P<
0.01),说明缺血再灌注后脑组织抗氧化能力下降。
余甘子提取物能显著抑制大鼠脑组织 MDA 的水
平,提高 SOD 的活性,与模型组比较,余甘子提
取物各剂量组差异显著(P<0.05、0.01),且呈剂
量依赖关系,结果见表 2。
表 2 余甘子提取物对脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织中
SOD 活性和 MDA 水平的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 2 Effect of EPE on SOD activity and MDA level
in brain tissue of rats with cerebral ischemia-
reperfusion injury ( ± = 10x s , n )
组别 剂量 /
(g·kg−1)
SOD /
(U·mg−1)
MDA /
(nmol·mg−1)
假手术 — 190.69±30.24 13.95±2.39
模型 — 138.71±22.19## 28.82±4.13##
银杏叶提取物 0.1 168.45±24.07** 22.35±5.12**
6.0 172.80±24.07** 19.55±3.49**
3.0 162.01±21.54* 22.05±5.29**
余甘子提取物
1.5 157.96±16.98* 24.25±4.38*
与假手术组比较 ##P<0.01,下同
##P < 0.01 vs Sham group, same as below
3.3 对脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织中 NO、
IL-1β、IL-6、iNOS、NF-κB 水平的影响
与假手术组比较,模型组大鼠脑组织NO、IL-1β、
IL-6、iNOS、NF-κB 水平均显著升高(P<0.01)。
与模型组比较,余甘子提取物高、中剂量组均可明
显降低 NO、IL-1β、IL-6、NF-κB 的水平(P<0.05、
0.01),余甘子提取物高、中、低剂量组均可明显降
低 iNOS 的水平,结果见表 3。
表 3 余甘子提取物对脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织中 NO、IL-1β、IL-6、iNOS 和 NF-κB 水平的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 3 Effect of EPE on levels of NO, IL-1β, IL-6, iNOS, and NF-κB in brain tissue of rats
with cerebral ischemia-reperfusion injury ( ± = 10x s , n )
组别 剂量 / (g·kg−1) IL-1β / (pg·mg−1) IL-6 / (pg·mg−1) NO / (nmol·mg−1) iNOS / (U·mg−1) NF-κB / (pg·mg−1)
假手术 — 52.65±11.95 43.35±6.13 2.03±0.59 1.96±0.42 238.1±38.4
模型 — 102.68±23.62## 136.12±24.28## 4.68±0.84## 4.15±0.96## 508.2±78.0##
银杏叶提取物 0.1 81.51±18.57* 95.74±19.81** 3.58±0.69** 2.79±0.45** 350.6±55.7**
6.0 64.13±70.07** 89.94±13.62** 3.35±0.59** 2.55±0.68** 312.0±47.5**
3.0 78.52±19.31* 99.56±18.90** 3.63±0.66** 2.76±0.64** 344.1±50.0**
余甘子提取物
1.5 92.58±17.36 118.36±18.27 4.07±0.82 3.26±0.56* 451.1±65.1

4 讨论
大脑中动脉是脑卒中的多发部位,在脑梗死患
者中,大脑中动脉主干分布区梗死占 82.2%,因此,
阻断大脑中动脉造成局灶性脑缺血模型被认为是
一种理想的动物模型。再灌注是加重脑组织损伤的
重要原因,由此产生的自由基连锁反应是脑缺血再
灌注损伤的核心环节[8]。活性氧不但可引起脂质过
氧化及膜降解,直接破坏 DNA、蛋白质,促进多糖
分子聚合和降解[9],还会通过影响下游信号通路,
诱导大量的炎症因子表达,造成二级损伤,加重脑
损伤程度[10]。因此,氧化应激和炎症反应是脑缺血
再灌注过程中联系密切的两个病理过程。
SOD 是内源性抗氧化系统组成之一,对再灌注
损伤过程中大量产生的氧自由基有很好的清除作
用,过量表达 SOD 可显著减小缺血再灌注大脑的
梗死面积[11]。本研究结果表明余甘子提取物可以显
著增加缺血再灌注损伤大脑组织中 SOD 的活性,
降低脂质过氧化物 MDA 的水平,改善动物的神经
功能症状,减少脑组织的梗死面积,提示余甘子提
取物对抗脑缺血再灌注脑损伤可能与其抗氧化作
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月 ·3593·

用有关。
另一方面,炎症反应加重了缺血再灌注脑组织
和神经的损伤[12]。NF-κB 是一种存在于真核细胞中
的转录因子,在脑缺血再灌注损伤中,可被活性氧
激活,向核内转录,并在活性氧诱导炎症因子表达
的通路中起到枢纽作用[10]。NF-κB 被激活后,iNOS
的表达量大量增加[13]。另有研究证实,脑缺血过程
中,iNOS 在胶质细胞中的表达依赖于 NF-κB 的转
录[14]。在缺血中后期,缺血脑组织中的巨噬细胞、
单核细胞、胶质细胞通过诱导表达 iNOS[15],产生
大量具有细胞毒性的 NO,与氧自由基生成毒性强
大的 ONOO−,导致脑组织出现持久性的损伤,进
一步促进半暗带转变为梗死区。本研究结果发现,
脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织中 NF-κB 的活性被
激活,其调控通路下游 iNOS 的表达量明显增加,
产生了大量 NO 自由基和炎症因子 IL-1β、IL-6,使
模型组大鼠脑损伤和神经损伤程度进一步加剧。余
甘子提取物通过抑制 NF-κB 的活性,并改善缺血脑
组织的炎症反应,从而发挥脑组织保护作用。这一
结果与 Yokozawa 等[2]的研究结果一致。
综上所述,余甘子提取物对局灶性脑缺血再灌
注损伤的保护作用机制可能为提高机体的抗氧化
能力,减少由氧化应激带来的一级损伤;干预氧化
应激下游的炎症损伤途径,减少由炎症反应带来的
二级损伤,从而双管齐下,发挥脑组织保护作用。
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