赵永艳,刘莹莹,吴胜英

血管性痴呆主要继发于缺血性脑血管病,根据病因、病变脑组织的部位、起病的形式可分为急性血管性痴呆、亚急性或慢性血管性痴呆[1]。血栓脱落引起的栓塞、血液动力学改变或任何可导致颈动脉与椎-基底动脉供血不足均可造成大脑行为、记忆及认知功能区低灌注,导致脑组织缺血缺氧并最终使大脑功能全面衰退,造成血管性认知损害,表现为包括记忆、认知、情绪、行为等症状与体征改变的综合征,且这种获得性智能损害常持续数月或半年以上[2-3]。血管性痴呆与年龄增长呈正相关,故积极探讨其发病机制、寻找有效的治疗药物和方法意义重大。养血清脑颗粒具有活血通络、滋阴养血、平肝潜阳之功效,在临床治疗血管性痴呆等已有应用,可显着改善患者记忆、认知、情绪和行为能力[4]。目前有研究证实其主要通过增高5-羟色胺、脑源性神经营养因子和神经生长因子蛋白含量来改善临床症状[5-6]。但对反映疾病严重程度的血清S100B蛋白(S100B)和及脑功能恢复密切相关的血管内皮生长因子(VEGF)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)及β-连环素(β-catenin)的表达缺少相关研究。本研究起止时间为2019年2—6月,采用两血管阻断法制作大鼠血管性痴呆模型,每日用养血清脑颗粒灌胃治疗,观察其对脑海马CA1区VEGF、β-catenin和GFAP蛋白表达的影响,借此探讨可能机理,为临床用药提供实验依据。

1 材料与方法

1.1实验动物清洁级SD大鼠36只,雄性,体质量范围为165~175 g,购自湖北省医学实验动物繁育中心,饲养于十堰市太和医院科研中心标准实验室,实验动物生产许可证:SCXK(鄂)2016-0008,实验动物使用许可证:SYXK(鄂)2016-031。本研究符合一般动物实验伦理学原则,实验遵守3R原则,满足动物福利。术后常规饲养标准啮齿类动物饲料,自由进食、饮水。实验室湿度60%~75%,室温(22±2)℃,12 h/12 h明暗交替光照。

1.2仪器和试剂高效液相色谱仪购自上海彬合物资有限公司(UltiMate 3000型);水合氯醛购自武汉博莱特化工有限公司;养血清脑颗粒购自天津天士力制药股份有限公司(批号0170822);VEGF和S100BELISA试剂盒由上海仁捷生物科技有限公司提供;兔抗大鼠β-catenin多克隆抗体由北京博奥森生物公司提供;DAB和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)低分子质量标准蛋白显色液由北京中杉生物有限公司提供;5-羟色胺标准品购自Aladdin;色谱纯乙腈、甲醇、甲酸(Thermo Fisher Scientific);ELISA试剂盒由北京华英生物技术研究所提供。

1.3血管性痴呆模型制备及纳入标准模型制备参照刘伟等[7]两血管阻断法建模:造模前适应性饲养1周。将其中24只于手术前用10%水合氯醛腹腔注射麻醉,待动物麻醉后,仰卧位固定四肢和头部,剪去颈部鼠毛并消毒,切开颈部皮肤,分离双侧颈内动脉,后用动脉夹将大鼠双侧颈总动脉夹闭10min后再通10 min,反复3次即可缝合伤口[7]。纳入标准:大鼠术后2 h左右会清醒,以行走向一侧倾倒、转圈,静止和提尾时向一侧前肢蜷曲,Zea Longa神经行为学评分[8]在1~4分之间为入选标准,评分为0和5分的弃去。本实验无动物死亡,24只均成模。

1.4分组及治疗方法先将养血清脑颗粒配制成6.4%的混悬液备用。然后将经以上两血管阻断法制作的24只血管性痴呆模型采用随机数字表法分为模型组和实验组(n=12),另12只未手术的设为对照组,对照组不进行建模手术。实验组在术后1周时皮肤均愈合,每天按20 mL·kg−1·d−1剂量,分2次灌胃给予6.4%的养血清脑颗粒混悬液,治疗3周,模型组和对照组灌等体积生理盐水对照,模型组和对照组灌等体积生理盐水对照。

1.5检测指标及方法

1.5.1Morris水迷宫实验 治疗3周后用WMT-100型Morris水迷宫分析系统进行定位航行试验测试逃避潜伏期,空间探索实验测试60 s内穿越平台次数,结合Zea Longa神经行为学评分评定大鼠学习和记忆能力。

1.5.2血清S100B检测方法 治疗3周后,分别断尾,取0.2 mL尾静脉血备用,采用免疫吸附法检测静脉血清S100B蛋白含量。

1.5.35-羟色胺检测方法 检测前配制人工脑脊液(氯化钠7.247 g,氯化钾0.224 g,氯化钙0.222 g,硫酸镁0.493 g,碳酸氢钠2.184 g,葡萄糖0.6 g,磷酸二氢钠0.193 g,溶于蒸馏水1 000 mL),通95%氧气+5%二氧化碳饱和后置于4℃冰箱备用。Morris水迷宫实验结束后,将大鼠断头处死,迅速分离出脑组织,放入人工脑脊液中,小心分离出海马CA1区组织冻存。检测时取出,室温解冻,取200μL水与甲醇混合液(比例为1∶1),将标本放入、振荡、匀浆、瞬离,抽取组织匀浆上清液100μL于离心管,加入200μL乙腈后涡旋(5 min),高速离心5 min(4℃,14 000 r/min),取上清加样检测,采用高效液相色谱-质谱技术(HPLC-MS)法检测脑组织海马CA1区组织中5-羟色胺含量。

1.5.4免疫组化 取冻存脑组织,石蜡包埋,切片,烤干,脱蜡,采用ELISA放射免疫方法检测脑组织VEGF含量;切片经免疫组织化学染色后检测GFAP和β-catenin蛋白阳性表达。免疫组化方法严格按试剂说明书具体操作步骤按进行。GFAP和βcatenin蛋白免疫组化阳性标准:光学显微镜下,细胞胞浆和胞核均呈棕黄色。组织切片采用摄像显微镜摄像,选择各组大鼠海马CA1区不重叠的6个视野,应用数码医学图像分析系统分别进行GFAP和β-catenin阳性细胞计数。

1.6统计学方法采用SPSS19.0软件进行统计学处理。以±s表示计量资料,多组间比较采用单因素方差分析,多组间两两比较采用SNK-q检验。因Zea Longa评分和VEGF不满足方差齐性假设,多组间两两比较采用非齐性条件下的Games-Howell检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1大鼠空间探索试验、定位航行及ZeaLonga评分比较除Zea Longa评分不满足方差齐性分析外,其他检测值均满足方差齐性。其中在Morris水迷宫空间探索试验中,模型组大鼠在撤去平台60 s时间内跨越平台次数明显减少,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。在定位航行试验中,模型组逃避潜伏期明显延长,Zea Longa行为学评分分值提高,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。实验组大鼠则相反,其60 s时间内跨越平台次数明显增多、逃避潜伏期明显缩短,Zea Longa评分较模型组明显降低,与模型组比差异有统计学意义(P<0.05)。因Zea Longa评分不满足方差齐性假设,采用非齐性条件下的Games-Howell检验,结果显示任意两组之间均差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 大鼠空间探索试验、定位航行及Zea Longa神经行为学评分比较/±s

表1 大鼠空间探索试验、定位航行及Zea Longa神经行为学评分比较/±s

注:①与对照组比较,P<0.05。②与模型组比较,P<0.05。

组别对照组模型组实验组F值P值鼠数12 12 12穿台次数/次6.05±0.27 2.92±0.14①5.75±0.39①②440.38<0.001逃避潜伏期/s 41.24±3.49 86.95±6.34①42.57±3.20①②388.56<0.001 Zea Longa/分0.04±0.00 3.84±0.31①1.91±0.21①②904.13<0.001

2.2大鼠所测各项指标比较除CA1区VEGF不满足方差齐性外,其他检测值均满足方差齐性。其中模型组血清S100B及脑海马CA1区GFAP蛋白表达均增多、脑海马CA1区5-羟色胺含量降低,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05),脑海马CA1区VEGF、β-catenin蛋白表达增多,但与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05);而治疗后实验组S100B和GFAP蛋白明显降低,5-羟色胺含量及CA1区VEGF和β-catenin蛋白表达均增多,与模型组相比差异有统计学意义(P<0.05)。因CA1区VEGF不满足方差齐性假设,采用非齐性条件下的Games-Howell检验,结果显示对照组与实验组、模型组与实验组之间的差异有统计学意义(P<0.05),对照组与模型组之间差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 大鼠各项指标比较/±s

表2 大鼠各项指标比较/±s

注:S100B为血清S100B蛋白,GFAP为胶质纤维酸性蛋白,β-catenin为β-连环素,VEGF为血管内皮生长因子。①与对照组比较,P<0.05。②与模型组比较,P<0.05。

组别对照组模型组实验组F值P值鼠数12 12 12 S100B/(mg/L)2.41±0.21 5.29±0.37①2.85±0.34①②297.22<0.001 5-羟色胺/(μg/L)0.74±0.09 0.51±0.05①0.73±0.09②33.03<0.001 GFAP/(个/高倍视野)10.84±0.89 35.53±2.18①21.45±1.49①②712.27<0.001 β-catenin/(个/高倍视野)9.97±1.09 10.08±1.20 12.40±1.56①②13.37<0.001 VEGF/(mg/L)150.59±7.53 151.82±7.35 193.25±16.34①②56.19<0.001

3 讨论

现代医学研究认为,血管性痴呆与神经递质5-羟色胺、多巴胺等有关,因其是中枢神经系统重要神经递质,对高级神经功能具有重要调节作用,其在神经元含量下降可导致学习记忆障碍[9]。在本实验中模型组脑海马CA1区5-羟色胺含量低于对照组,大鼠平均逃避潜伏期明显延长,跨越平台次数减少,Zea Longa评分也明显高于对照组。这一方面提示血管性痴呆建模成功,同时也证实脑海马CA1区5-羟色胺含量降低影响到学习记忆功能。有研究表明,脑组织缺血与血管性痴呆的发生发展密切相关,脑组织缺血低氧性低灌注会直接或间接损伤海马区神经元,引起脑海马CA1区神经元损伤甚至突触丢失,从而导致学习和记忆功能障碍[10]。Wnt/β-catenin信号通路参与神经元的发育,而β-catenin是Wnt/β-catenin信号通路的重要调节因子,调节DNA转录和细胞核内靶基因的表达[11]。血管新生对脑损伤修复起到促进作用,而VEGF是促进血管新生的主要调节因子,通过调节受损血管内皮细胞的迁移和增殖,从而改善血管内皮细胞功能、修复受损神经元[12]。因此,通过干预β-catenin和VEGF等调节因子可能影响血管性痴呆病理过程。本实验中模型组脑海马CA1区VEGF和β-catenin蛋白表达均低于正常对照组,说明夹闭大鼠双侧颈总动脉造成脑组织缺血而导致脑损伤,进而导致大鼠学习记忆功能障碍。而治疗后,实验组CA1区VEGF和β-catenin蛋白表达均增多,提示养血清脑颗粒能诱导血管性痴呆模型大鼠VEGF和β-catenin的表达。S100B蛋白主要分布于中枢神经系统中的树突胶质细胞、星形胶质细胞和室管膜细胞,大量临床检测发现,脑卒中患者血清S100B蛋白浓度明显提高,而高浓度的S100B参与神经退化的过程,产生的神经毒性作用可导致脑组织对缺血缺氧的敏感性增加,加剧神经元损伤及凋亡的风险,而经治疗后S100B蛋白则显着下降,说明S100B蛋白浓度变化与痴呆患者病情严重程度呈正相关[13]。另外,血管性痴呆与星形胶质细胞功能有关,而GFAP是星形胶质细胞的特征性标志物,故其在脑组织中表达可直接反映星形胶质细胞活化与增生状况[14]。本实验结果显示,模型组血清S100B及脑海马CA1区GFAP蛋白表达均增多,学习记忆能力的降低(大鼠平均逃避潜伏期明显延长,跨越平台次数减少,Zea Longa评分也明显高于对照组);而治疗后实验组S100B和GFAP蛋白明显降低,这一结果与董静等[14]研究结果高度一致,这可能是养血清脑颗粒通过抑制星形胶质细胞活化、增生而发挥其对血管性痴呆的治疗效应。

中医学将血管性痴呆归属“痴证、善忘、不慧、愚痴、神呆”之范畴,表现为与智力有关的脑功能全面衰退为主的综合症候群[15]。现代中医将血管性痴呆分为肾虚髓亏、肝肾阴虚、瘀阻清窍、痰蒙清窍、心肝火旺、气虚血瘀、心脾两虚等七种基本证型,其中以肾虚髓亏贯穿整个血管性痴呆病程,其他证型兼并存在[16]。本研究认为,血管性痴呆具有本虚邪实的特点,病位以肾为主,其次为脑窍及心肝脾;病性以髓亏阴虚、气虚为主;病因以瘀血、痰浊为主。因肾主藏精生髓,肾精充盈则髓海得养,使人聪颖智慧;脑府失养、肾虚髓空则神情呆滞、反应迟钝而愚痴,因此,在治疗时应根据辨证分型有针对性地治疗。如肾虚髓亏者可益脑填髓、补益肝肾;气滞血瘀者可行气活血、化瘀开窍;气虚血瘀者当补气活血、通络开窍;心脾两虚者当健脾养心、开窍醒神;痰浊阻络者当健脾化痰、活血通络;肾阳虚衰型当温肾运脾、健脑醒神等,总之,血管性痴呆治疗宜以清热祛瘀、化痰开窍、益肝肾为总的治疗原则[17]。

“养血清脑颗粒”是以中医名方“四物汤”改良研制的复方中药制剂,由当归、川芎、白芍、夏枯草、钩藤、决明子、熟地黄、鸡血藤、珍珠母、细辛、延胡索等多味中药组成[18]。动物实验表明,养血清脑颗粒可显着改善血管性痴呆大鼠脑皮层微循环、增加痴呆大鼠脑血管血流量、抑制脑细胞凋亡、减轻缺血缺氧造成的缺血性脑损伤,明显改善血管性痴呆大鼠学习记忆能力[19],本研究结果与其相符。养血清脑颗粒还可调节脑卒中大鼠血清中神经因子的含量,从而改善神经元的损害症状[20]。养血清脑颗粒具有补虚祛邪、活血养血、平肝潜阳、标本兼治的药理特性,可调节神经递质5-羟色胺及多巴胺合成,还可松弛动脉平滑肌、扩张全身小动脉、降低脑血管阻力并改善脑血流状态,从而发挥降低神经功能缺损程度的作用,在治疗痴呆方面取得了一定的临床疗效[21-22]。从中医药理角度分析,养血清脑颗粒具有补益肝肾、益脑填髓的作用。方中当归具活血化瘀通络之功效,川芎主要成分川芎嗪和阿魏酸具行血中元气、善行于头面的药效,二者均具有扩张血管、抗血小板聚集及改善微循环的作用;白芍主要成分白芍总苷具有抗血栓形成、抗炎、镇痛、调节免疫等作用;另外,熟地黄补肾养血滋阴;珍珠母、决明子可平肝熄风止痉。鸡血藤可补肝肾、益精壮阳,具有促进造血功能、免疫调节、抗炎、抗氧化、镇静催眠等药理作用;珍珠母主平肝潜阳、安神、定惊明目;夏枯草清热泻火、明目,可散结消肿;细辛解表散寒、祛风止痛、通窍、温肺化饮;延胡索活血、利气、止痛,可行血中气滞、气中血滞。以上诸药组成养血清脑颗粒方剂,在治疗血管性痴呆上可起到补虚祛邪、养血滋阴、补益肝肾、活血通络、平肝潜阳、益脑填髓的作用,使脑窍得以保养,学习记忆能力提高,智力和运动功能得以部分恢复。实验组60 s时间内跨越平台次数明显增多、逃避潜伏期明显缩短,Zea Longa评分较模型组明显降低,证实经养血清脑颗粒治疗,大鼠学习记忆能力提高。

综上所述,本实验从血管活性物质、神经递质和行为学等方面入手,结合养血清脑颗粒方剂中药药理作用,全面考察了养血清脑颗粒对血管性痴呆大鼠的治疗作用。从实验结果来看,养血清脑颗粒可能通过上调β-catenin蛋白、促进VEGF和5-羟色胺合成、降低GFAP、改善脑组织血流状态来发挥对血管性痴呆的治疗作用。