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本课题组从川芎中分离得到纯度较高的苯酞类化合物洋川芎内酯Ⅰ(SenkyunolideI,SEI),其化学结构与我国抗脑卒中药物丁苯酞有类似母核,前期研究发现SEI可调节5-羟色胺和相关神经递质的含量,并具有能快速入血入脑且生物利用度高等特点。本文旨在以往研究工作的基础上,进一步探究SEI抗脑卒中的药效作用及其作用机制,分别从整体动物水平、细胞水平和分子蛋白水平开展实验,为SEI的新药研发及临床应用提供基础研究资料。
1、SEI对大鼠局灶性脑缺血再灌注模型的保护作用
采用大鼠中脑动脉阻断再灌注模型(MiddleCerebralArteryOcclusion/Reparation,MCAO/R),借助激光多普勒脑血流仪为评价手段,探讨SEI对局灶性脑缺血再灌注损伤大鼠的保护作用。结果发现模型组大鼠在阻断期内脑血流量明显降低,各剂量给药组能提高病灶区脑供血;SEI高剂量组神经功能评分明显低于模型组大鼠,并有显著性差异;经TTC染色处理的脑样本提示SEI给药组大脑缺血体积明显低于模型组且高剂量组有极显著差异;脑水肿数据分析表明模型组大鼠脑含水量明显提高,而SEI高、中剂量组均低于模型组且有显著性差异。通过苏木精-伊红染色(Hematoxylin-EosinStain,HE),对脑缺血大鼠缺血区皮层及海马组织进行分析,发现SEI给药组大鼠神经细胞较模型组损伤较小。综上,初步验证SEI对局灶性脑缺血再灌注损伤模型大鼠有一定的神经保护作用。
2、SEI对大鼠局灶性脑缺血再灌注模型氧自由基损伤和脂质过氧化反应的影响
脑卒中的病理机制十分复杂,但氧自由基连锁反应是神经元受损最核心的病理环节。过量的自由基和脂质过氧化物可使神经细胞膜结构破坏,从而加剧了脑组织的损伤。本研究通过对大鼠脑缺血再灌注后脑组织及血清中的氧自由基和脂质过氧化物的检测,结果发现SEI给药组与模型组比较,能显著降低脑组织及血清中NO、NOS、MDA的含量,但能升高两者中SOD的含量。提示SEI的抗脑卒中药效可能与其对氧自由基及脂质过氧化物的含量调节有关。
3、SEI对缺血再灌注大鼠脑皮层神经细胞的抗氧化应激作用
本文利用含Nrf2-Keap1-ARE信号通路报告基因,具有筛选抗氧化药物功能的293T/PGF1-ARE细胞株,用不同剂量的SEI筛选,发现100uMSEI有显著的抗氧化作用,并且随浓度降低抗氧化作用梯度减弱。提示SEI对抗脑缺血的作用机制可能通过Nrf2-ARE信号通路实现。提取大鼠缺血区皮层组织蛋白,用WesternBlot方法检测了Nrf2-ARE信号通路中调控基因HO-1及NQOI蛋白表达的变化,进一步发现SEI组较模型组能显著上调其表达,提示SEI的起效机制与神经细胞中抗氧化应激作用相关。
4、SEI对缺血再灌注大鼠皮层神经细胞的抗凋亡作用
利用WesternBlot方法对大鼠缺血区皮层组织蛋白中凋亡信号蛋白(Akt,ERK1/2,Caspase家族,Bax,Bcl-2,PARP)含量进行半定量检测,发现SEI能促使Akt、ERK1/2活化成p-Akt、p-ERK1/2,调节Bcl-2(抗凋亡)/Bax(促凋亡)的平衡,抑制Caspase家族磷酸化,上调下游PARP蛋白表达,从而最终抑制细胞凋亡。提示SEI的作用机制可能与抗凋亡信号通路巾的蛋白表达水平及其信号传导有关。