全 文 :清脑滴丸对急性脑缺血海马 MARCKSmRNA
表达变化的调节作用
张允岭1,张綦慧1,白 文2,韩振蕴1,郑 宏1,张 锦1,黄启福3
(1.北京中医药大学 东方医院,北京 100078;
2.北京大学 人民医院,北京 100044;3.北京中医药大学 基础医学院,北京 100029)
[摘要] 目的:观察清脑滴丸对急性脑缺血海马MARCKSmRNA表达变化的影响,探讨其对急性脑缺血损害
(PKCMARCKS)的调节作用。方法:采用同种系体外微栓子注入法复制急性多发脑梗死大鼠模型,将大鼠随机分
为5组,正常组、假手术组、模型组、中药组、西药组,每组12只。正常组、假手术组和模型组给予等体积生理盐水
灌胃,中药组和西药组分别给予清脑滴丸13328mg·kg-1,尼莫地平725mg·kg-1。各组于造模前3d开始灌胃
给药,每日1次。应用光学显微镜(HE染色)和透射电子显微镜观察急性脑缺血大鼠脑组织形态学改变,应用半定
量PCR法检测各组患侧海马MARCKSmRNA表达水平。结果:正常组海马神经细胞紧密整齐,模型组、中药组和
西药组神经细胞分别有不同程度受损,但中药组损伤程度相对较轻;模型组、中药组和西药组海马MARCKSmRNA
均过高表达,但中药组明显低于模型组(P<001)。结论:清脑滴丸可以减轻急性脑缺血时海马组织损伤,下调
MARCKSmRNA的过高表达,其机制可能是通过调节PKCMARCKS信号转导系统而起到神经保护作用。
[关键词] 清脑滴丸;急性多发脑梗死;MARCKSmRNA;调节作用
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)24293805
[收稿日期] 20080710
[基金项目] 2004年教育部博士点基金(20040026011);2005
年教育部科学技术重点项目;2003年教育部优秀青年教师基金
[通讯作者] 张允岭,Tel:(010)67689634,Email:yunling
zhang2004@yahoo.com.cn
急性脑梗死时某些信号转导蛋白,如脑内的一
些神经递质、神经肽、细胞因子会应激性的发生变
化,成为异常的不受控制的激活状态,从而使神经细
胞失去对环境的适应及应变能力,发生凋亡或坏死。
MARCKS(myristoylatedalaninerichCkinasesub
strate,MARCKS)是一种存在于中枢神经系统(以海
马、皮层为主)内,与大脑生长发育密切相关的蛋白
质[1]。WuWC等[2]在1982年首次发现,蛋白激酶
C(proteinkinaseC,PKC)可以调节大脑内突触小体
的1个分子质量为87×103底物的磷酸化的蛋白质
被命名为 MARCKS。1995年美国哈佛医学院 Dr
Stumpo教授[3]发现破坏小鼠MARCKS基因,中枢神
经细胞广泛坏死,大脑发育异常,且随年龄增长,脑
中此蛋白含量呈降低趋势。目前已发现 MARCKS
与脑组织的发育,神经分泌作用的调节紧密相关,参
与细胞的转移、黏附、分泌,以及细胞的内摄、外放和
吞噬作用[46],并通过肌动蛋白容纳细胞骨架结构的
调节而对突触小泡传输、神经递质的释放等许多神
经元功能起作用[7]。
本课题组前期研究发现,急性脑缺血时海马
MARCKS和pMARCKS表达异常升高,中药对此具
有明显的下调作用[8],且在急性脑缺血24h时,多
发脑梗死大鼠海马缺血损害最为明显[9]。本研究
通过在急性缺血损害最显著的24h这一时间点,观
察清脑滴丸对急性脑缺血时海马 MARCKSmRNA
表达变化的作用,以探讨其对急性脑缺血海马PKC
MARCKS信号转导系统的调节作用。
1 材料
1.1 动物 健康的雄性 Wistar大鼠 60只,体重
320~350g,由北京维通利华实验动物技术有限公
司提供,动物许可证号SCWK(京)20022003。
1.2 药物与试剂 清脑滴丸(三七、栀子和冰片组
成)由北京中医药大学提供科研用药,已经进入临
床试验阶段。尼莫地平由海南普利制药有限公司提
供,批号041122。总 RNA提取试剂盒、RTPCR试
剂盒购自 Promega公司,琼脂糖购自 Sigma公司,
GoldView,DNAMarker(500,400,300,200,100,25
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bp)均购自北京赛百盛基因技术有限公司。
1.3 仪器 Asp-300型组织自动脱水机(Leica公
司),EG-1150C型组织包埋机(Leica公司),RM-
2135型石蜡切片机(Leica公司),BX51型正置显微
镜(Olympus公司),JEM1230型透射电子显微镜(日
本电子公司),AG-22331型 PCR仪(Eppendorf公
司),DYY-6C型水平电泳仪(北京六一仪器厂)。
2 方法
2.1 分组与给药 大鼠随机分为5组,正常组、假
手术组、模型组、中药组、西药组,每组12只。根据
实验设计动物间的剂量换算中等效剂量的直接折算
法[10],中药组和西药组分别给予清脑滴丸 13328
mg·kg-1,尼莫地平725mg·kg-1。正常组、假手
术组和模型组大鼠均给予等体积的生理盐水。各组
于造模前3d开始灌胃给药,每天1次,共3d。
2.2 模型制备及取材 采用同种系体外微栓子注入
法[11]:同种Wistar大鼠左心室内采血,于80℃温箱
内干燥4h,研碎后用200μm筛孔过筛,应用时取血
栓栓子1mg加生理盐水05mL,摇匀成混悬液。大
鼠以10%水合氯醛(35mg·kg-1)腹腔麻醉,颈正中
切开皮肤,剥离肌群,暴露右侧颈总动脉、颈外动脉与
颈内动脉,暂时夹闭右侧颈总动脉,于右侧颈外动脉
逆行插管注入栓子溶液03mL,推注同时开放右侧
颈总动脉,使栓子通过右侧颈内动脉进入颅内至大脑
各动脉,然后结扎右侧颈外动脉,缝合皮肤。假手术
组手术方法同上,但注射为等体积的生理盐水。
各组大鼠于造模后24h处死。组织形态学取
材参见光镜标本制作方法和电镜标本制作方法;提
取总RNA的所有大鼠在冰上断头、取脑(整个过程
应在5min内完成),取患侧海马置于液氮中保存。
2.3 光镜组织标本制作 腹腔注射麻醉,剪开胸
腔,暴露心脏,从心尖部插导管于左心室并固定,用
含12500U肝素钠的温生理盐水 200mL快速灌
洗,至右心耳流出液无色透明,再用4%多聚甲醛溶
液灌注固定,待大鼠肢体、尾巴僵直后,迅速断头取
脑,继续置于4%多聚甲醛溶液中固定至少24h以
上。从前脑额极至枕叶平均间隔2mm做连续冠状
切片,常规梯度乙醇脱水,石蜡包埋,连续切片(4
μm),HE染色。
2.4 电镜组织标本制作 腹腔注射麻醉,剪开胸
腔,暴露心脏,从心尖部插导管于左心室并固定,用
含12500U肝素钠的温生理盐水 200mL快速灌
洗,至右心耳流出液无色透明,再用4℃,3%戊二
醛溶液灌洗固定,迅速断头取脑,于患侧海马、额叶
皮层部位取1cm3组织块,继续置于3%戊二醛中后
固定2h,分别用1%四氧化锇作用2h,梯度乙醇脱
水,环氧丙烷置换,Epon812环氧树脂包埋,切片机
切片,厚度50~60nm,电子染色,用透射电子显微
镜观察细胞形态及超微结构。
2.5 急性缺血海马组织总RNA提取和 RTPCR反
应 提取总RNA:应用Promega公司提取总RNA试
剂盒提取总RNA,具体操作见说明书。并用紫外分
光光度计测定并记录波长260nm(A260)及280nm
(A280)时的吸光度值、两者之间的比值及样品中总
RNA的浓度。
RTPCR引物设计:本实验测试MARCKSmRNA
的表达,用βactin作为内对照,以纠正因加样量误差
导致的MARCKSmRNA测试误差。设计引物如下:β
actin上游引物5′AGCCATGTACGTAGCCATCC3′,下
游引物 5′CTCTCAGCTGTGGTGGTGAA3′,MARCKS
上游引物5′GTGGTGCCAGGTACTGGTTT3′,下游引
物5′CCTGTCGGAATGGTGGTAAC3′,引物均由北京
赛百盛基因技术有限公司合成。
RTPCR反应:应用 Promega公司 RTPCR一步
法试剂盒进行,具体操作方法见说明书,每反应体系
中应用总RNA04μg,RTPCR条件为:45℃逆转
录45min,94℃预变性1min,94℃30s变性、58℃
30s退火,72℃ 30s延伸、72℃延伸5min,35循
环。取10μLRTPCR产物与2μL6×上样缓冲液
混合后上样,同时加入 DNAMarker作为目的片断
长度的参照,在80V恒压条件下15%琼脂糖电泳
约2h,在凝胶成像分析仪上保存电泳条带的图像,
并用Genetools分析软件对电泳各条带进行半定量
分析,结果以MARCKS/βactinA比值计算MARCKS
mRNA表达量相对变化。
2.6 统计学处理 用 SPSS130统计软件进行统
计学分析。实验数据进行正态分布检验和方差齐性
检验,以 珋x±s表示,组间比较采用单因素方差分析
(OnewayANOVA),P<005有显著性差异。
3 结果
3.1 急性脑缺血大鼠海马组织形态学改变 正常
组:神经细胞多层排列,且紧密、整齐,核膜清晰,核仁
明显。假手术组:神经细胞数目及排列与正常组无明
显差异。模型组:神经细胞排列稀疏,间质水肿,有软
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化灶。中药组:神经细胞略有减少,排列不整齐。西 药组:神经细胞排列不整齐,轻度肿胀(图1)。
1.正常组:海马CA1区和齿状核有大量神经细胞,规则排列,没有病理改变;2.模型组:海马神经细胞稀疏,神经细胞水肿,核固缩,
有软化灶;3.中药组:海马神经细胞数目略有减少,排列不整齐;4.西药组:海马神经细胞数目略有减少,轻度肿胀
图1 急性脑缺血大鼠海马形态学改变(HE,×100)
3.2 急性脑缺血大鼠海马超微结构改变 电镜下见
正常组:细胞核双层核膜,核膜清晰,细胞器结构正
常。假手术组:神经细胞器结构和形态接近正常。模
型组:神经细胞坏死,周围液化,神经细胞脱髓鞘。中
药组:胞质水肿改变,细胞器稀少。西药组:神经细胞
肿胀,染色质凝集,胞浆水肿,细胞器消失(图2)。
1.正常组:细胞核膜清晰,细胞器结构正常(×4000);2.模型组:神经细胞坏死,周围液化(×2700);
3.中药组:胞质水肿改变,细胞器稀少(×4000);4.西药组:神经细胞肿胀,染色质凝集,胞浆水肿,细胞器消失(×8000)
图2 急性脑缺血大鼠海马神经细胞超微结构改变
3.3 急性脑缺血大鼠患侧海马 MARCKSmRNA的
表达 与正常组比较,假手术组大鼠海马 MARCKS
mRNA无明显差异;与假手术组比较,急性脑缺血各
组大鼠海马 MARCKSmRNA均过高表达(P<
001);中药组和西药组海马 MARCKSmRNA明显
低于模型组,有显著性差异(P<005~001)(见
表1,图3)。
表1 急性脑缺血大鼠患侧海马MARCKSmRNA(A)的表达
(珋x±s,n=6)
组别
剂量
/mg·kg-1
MARCKS
/βactin
正常 - 0169±0009
假手术 - 0207±0032
模型 - 0379±00521)
中药 13328 0282±00202)
西药 725 0314±00433)
注:与假手术组比较1)P<001;与模型组比较 2)P<005,
3)P<001
4 讨论
急性脑缺血后发生一系列的级连反应,涉及到
1.正常组;2.假手术组;3.模型组;4.中药组;5.西药组
图3 急性脑缺血大鼠患侧海马MARCKSmRNA的表达
能量衰竭、钙超载、炎性反应、神经递质的兴奋毒性
效应等等,其结果导致神经元死亡或凋亡,脑组织坏
死。当急性脑缺血发作时,脑内的一些神经递质、神
经肽、细胞因子会应激性的发生变化,这些细胞外信
号蛋白可作为配体与细胞膜上的受体相结合,使受
体分子双聚化,使与 G蛋白相藕连的受体激活,从
而激活了肌醇磷脂信号转导通路,生成第二信使甘
油二酯(diacylglycerol,DG),进一步激活了 PKC
MARCKS信号转导系统,并产生了相应的靶效应,
对细胞的运动、分泌起着重要的调节作用。在这一
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过程中,出现众多细胞信号转导异常,所有参与信号
转导的物质基础,包括第一信使、受体、蛋白激酶、联
结蛋白、G蛋白和第二信使等,若任何一种或几种出
现显著升高,均可使信号转导通路异常。因此当发
生急性脑梗死时,激活了 PKCMARCKS系统,
MARCKS表达上调,发生磷酸化反应,参与跨膜信
息传递及细胞机能调节的过程,PKCMARCKS信号
转导通路的活性与急性脑缺血的发生和程度有关。
具有解毒通络功用的清脑滴丸是经过长期临床
实践总结的方剂,由栀子、三七和冰片三味药物组成。
其中栀子味苦,性寒,能泻火解毒。《药类法象》载栀
子可以“泻三焦火,清胃脘血,治热厥心痛,解热郁,行
结气”。三七具有活血化瘀之功效,《本草新编》曰:
“三七根,味甘、辛,气微寒,入五脏之经。”《医学衷中
参西录》记载“三七……善化瘀血,又善止血妄行,为
吐衄要药,病愈后不至瘀血留于经络……化瘀血而不
伤新血,允为理血妙品”。冰片味苦,性微寒,香窜善
走,无处不到。能散郁火,通诸窍,且能醒脑开窍。
《医林纂要》中载“冰片主散郁火,能透骨热,治惊痫、
痰迷……性走而不守,亦能生肌止痛。然散而易竭,
是终归阴寒也”。由此,栀子配三七、冰片,可共奏活
血化瘀、解毒通络之功。在国家科技部“九五”攻关项
目研究中,笔者所在研究小组曾用与清脑滴丸组成相
同的药物治疗多发梗塞性痴呆,临床上取得了较好的
疗效。本实验中,清脑滴丸能够明显减轻急性脑缺血
大鼠海马组织损伤和神经细胞损伤,降低急性脑缺血
时MARCKSmRNA的过表达。其下调MARCKSmR
NA的过高表达,可能是通过干预急性脑缺血损害时
PKCMARCKS信号转导系统,减缓神经细胞的死亡,
从而减轻急性脑缺血损害。
[参考文献]
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RegulationfunctionofQingnaodroppilulatoMARCKSmRNA
expresschangesinacutecerebralischemiahippocampus
ZHANGYunling1,ZHANGQihui1,BAIWen2,HANZhenyun1,ZHENGHong1,ZHANGJin1,HUANGQifu3
(1.DongfangHospital,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100078,China;
2.PeopleHospital,BeijingUniversity,Beijing100044,China;
3.SchoolofBasicMedicalSciences,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100029,China)
[Abstract] Objective:ToobservethecontributionofQingnaodroppilulatothealterationofmyristoylatedalaninerichCki
nasesubstrate(MARCKS)mRNAexpressioninacutemultiinfarctionhippocampus.Method:Ratmodelsofacutemultiinfarction
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wereestablishedbyinjectingtheembolusofbloodpowderthroughtherightexternalcarotidarteryintotheinternalcarotidartery,rats
wererandomlydividedintofivegroups(n=12ineach):normal,shamoperation,model,Chinesemedicinetreatment,andWestern
medicinetreatment.Qingnaodroppilula(133.28mg·kg-1),nimodipine(7.25mg·kg-1)wereadministeredrespectivelytoChi
nesemedicinetreatmentgroupandWesternmedicinetreatmentgroupbygavage,equalvolumeofnormalsalineweregiventothree
groups.Ratsweretreatedwithdrugsstartingat3rddaybeforetheoperation,onetimeperday.Observingmorphologicchangesinhip
pocampusbyopticalmicroscopeandelectronmicroscope.DetectingexpressionlevelofMARCKSmRNAinhippocampusbysemiquan
tificationPCRmethod.Result:Hippocampuscelsarangetidy,administrativelevelswerecompactnessinnormalgroup,whichcels
diferentialyimpairedinmodelgroup,ChinesemedicinetreatmentgroupandWesternmedicinetreatmentgroup.Hippocampuscels
damageofChinesemedicinetreatmentgrouphavemorerecklessthanthemodelgroupinhistopathology.TheMARCKSmRNAwereex
pressonedinmodelgroupvsmedicationtreatmentgroups,inChinesemedicinetreatmentgroupvsthemodelgroup.Conclusion:Qing
naodroppilulacanaleciatehistomorphologylesionofhippocampuswhenoccuringacutemultiinfarction,toturnslowerMARCKS
mRNAexpression,mayplayaneuroprotectiveefectrolethroughaccommodatingPKCMARCKSsignaltransductionsystem.
[Keywords] Qingnaodroppilula;acutemulticerebralinfarction;MARCKSmRNA;regulationfuction
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20080120
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30770785);国家重点基
础研究发展计划(973计划)(2007CB512005);教育部科技创新工程
重大项目培育资金项目(705045)
[通讯作者] 马欣,Tel:(029)82655165,Email:maxin0131@
tom.com
丹参素异丙酯对大鼠肺动脉平滑肌的作用
李 静,马 欣,臧伟进
(西安交通大学 医学院 药理学系,陕西 西安 710061)
[摘要] 目的:研究丹参素异丙酯对离体血管平滑肌的作用。方法:制备大鼠肺动脉条,采用离体血管灌流方
法,观察丹参素异丙酯对去甲肾上腺素(NE)预收缩动脉的舒张作用以及对多种血管收缩药量效曲线的影响。结
果:丹参素异丙酯可浓度依赖性舒张NE预收缩的完整内皮血管,去内皮后该作用明显降低;对5羟色胺(5HT)、
内皮素(ET1),U46619和KCl量效曲线均表现浓度依赖性抑制。结论:丹参素异丙酯可内皮依赖性地舒张大鼠肺
动脉,机制可能与调节钙通道活动有关。
[关键词] 丹参素异丙酯;肺动脉;钙通道
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)24294204
丹参 Salviamiltiorhiza为唇形科鼠尾草属植物
的干燥根部,包括水溶性和脂溶性两大类有效成
分[1],具有增强心功能、扩血管、抗血小板聚集、改
善微循环以及增加机体对缺氧的耐受力等作用[24]。
目前有关丹参制剂的研究较为广泛,但对丹参的体
内活性代谢物了解较少。丹参素异丙酯(isopropyl
3(3,4dihydroxyphenyl)2hydroxypropanoate)是西
北大学中草药现代化研究及工程中心研究复方丹参
滴丸在人体内的相关代谢产物过程中发现的,结构
为β(3,4二羟基苯基)α羟基丙酸异丙酯,是丹参
的水溶性成分丹参素在体内的主要代谢产物[5]。
丹参素具有显著的舒张血管作用[6],而代谢产物丹
参素异丙酯是否同样具有舒张血管的作用,尚未见
相关报道。本实验旨在观察丹参素异丙酯对离体大
鼠肺动脉的作用,并探讨其可能的作用机制。
1 材料与方法
1.1 动物 健康SD大鼠,体重260~320g,雌雄兼
用,由西安交通大学实验动物中心提供,合格证号陕
医动字第08005。
1.2 药品及试剂 丹参素异丙酯由西北大学中草
药现代化研究及工程中心提供,纯度985%。去甲
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