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目的:补阳还五汤(BYHWD)是由生黄芪、当归尾、赤芍、地龙、川芎、红花、桃仁等7味常见中药组成的复方,是清代《医林改错》作者王清任治疗脑卒中(俗称“中风”)的经典名方。现代临床常用BYHWD治疗中风后遗症,即中风后出现的口眼歪斜,对侧肢体感觉障碍甚至偏瘫等症。为了进一步探究BYHWD药效机制,本实验选取了外泌体这一关键细胞间信号传递因子,研究BYHWD是否通过外泌体转导在体内发挥其药效作用,为中医中药治疗缺血性脑卒中(CIS)疾病提供理论依据。
方法:
1.SD大鼠中风模型建立:SD大鼠适应性喂养一周后,采用传统线栓的方法建立大脑中动脉堵塞模型(MOAC)。造模成功后随机将大鼠分为模型组(MCAO)、中药组(BYHWD),并同时设立空白组(Con)作为对照。使用BYHWD药物提取液按照18g/kg/d灌胃标准对BYHWD组灌胃治疗,其余饲养条件相同。在造模第7天处死各个组大鼠共40只,检测造模成功相关指标,包括:神经功能评分指标(NS)、脑梗死体积(IV%)。
2.补阳还五汤治疗CIS后大鼠脑梗相关指标评价:制备相关病理切片;对脑组织病理切片进行炎症因子NF-κB、TNF-α的免疫组化染色(IHC),并进行ImageJ图像定量分析;HE染色观察梗死区脑组织病理变化。
3.外泌体对BYHWD治疗CIS效用机制研究:使用透射电镜(TEM)、纳米颗粒追踪分析仪(NTA)和免疫蛋白印迹(WB,Western Blot)鉴定从大鼠血清中提取出的外泌体;WB检验各组DLL4蛋白表达情况;使用液相串联质谱(MS)分析BYHWD组和MCAO组外泌体差异蛋白表达;定量PCR检测Notch、VEGF通路相关基因HES1、DLL4、VEGF-A和RAP1A表达量变化。
4.体外实验验证外泌体是否来源于内皮细胞:使用BYHWD干粉剂培养内皮细胞,寻找最适药物浓度;WB检验BYHWD组外泌体和Con外泌体中DLL4表达量;
结果:
1.对大鼠神经功能评分和脑组织TTC染色,结果显示:大鼠MCAO造模成功,脑梗死面积均在37%以上,符合造模成功评判标准,神经功能评分差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.炎性因子指标结果显示:BYHWD组大鼠脑组织炎症侵袭程度低于MCAO组和Con组;结果均具有统计学意义(p<0.05)。
3.TEM、NTA和WB鉴定结果显示,提取出的样品符合外泌体鉴定标准;WB验证各组DLL4蛋白表达结果发现,BYHWD组DLL4蛋白表达明显低于MCAO组和Con组,灰度值差异使用ImageJ软件分析,差异有统计学意义(P<0.05);MS分析结果显示,BYHWD外泌体与CIS后血管生成相关通路如Notch、VEGF等有密切联系;使用PCR验证BYHWD外泌体mRNA发现,BYHWD组的DLL4基因表达明显低于Con和MCAO。BYHWD组的HES1基因表达明显低于Con组,与MCAO相比无显着差异,DLL4与HES1基因表达量的变化与Notch通路密切相关,证实了MS分析结果。另外,BYHWD组的VEGF-A基因表达明显高于其他二组,与MCAO相比最为明显。VEGF-A基因的表达在BYHWD组最高,MCAO低于Con。同时,BYHWD组RAP1A基因的表达明显高于Con,低于MCAO组,RAP1A基因表达异常升高与血小板活化、血栓形成等有关。使用SPSS17.0分析数据结果发现,以上数据差异结果有统计学意义(P<0.05);
4.体外实验验证结果:BYHWD提取液培养内皮细胞最适药物浓度为0.25mg/ml;WB检验出BYHWD外泌体DLL4含量低于Con组,同体内结果相一致。灰度值使用ImageJ软件进行分析,差异具有统计学意义(P<0.05)。
讨论:
BYHWD在临床上应用于中风已达数百年,作用机制研究多为发挥脑保护作用等方面。本实验证明了BYHWD可以影响CIS损伤后血管生成,其中内皮细胞源性外泌体起到了调节介质的作用,可能与外泌体被证明的细胞间信息交换和载药功能相关。然而,BYHWD中起主要作用的药效成分尚未明确,此问题较为突出,是我们的下一步研究重点。
结论:
在MCAO大鼠模型上,BYHWD对CIS脑损伤具有明确的降低炎症水平,缩小脑梗面积作用。其作用机理可能与BYHWD影响内皮细胞源性外泌体介导DLL4/Notch通路发挥损伤后血管生成有关。同时,DLL4与VEGF-A表达上调,可能为Notch通路与VEGF通路协同作用。以上结论为BYHWD治疗CIS提供新的理论指导。
方法:
1.SD大鼠中风模型建立:SD大鼠适应性喂养一周后,采用传统线栓的方法建立大脑中动脉堵塞模型(MOAC)。造模成功后随机将大鼠分为模型组(MCAO)、中药组(BYHWD),并同时设立空白组(Con)作为对照。使用BYHWD药物提取液按照18g/kg/d灌胃标准对BYHWD组灌胃治疗,其余饲养条件相同。在造模第7天处死各个组大鼠共40只,检测造模成功相关指标,包括:神经功能评分指标(NS)、脑梗死体积(IV%)。
2.补阳还五汤治疗CIS后大鼠脑梗相关指标评价:制备相关病理切片;对脑组织病理切片进行炎症因子NF-κB、TNF-α的免疫组化染色(IHC),并进行ImageJ图像定量分析;HE染色观察梗死区脑组织病理变化。
3.外泌体对BYHWD治疗CIS效用机制研究:使用透射电镜(TEM)、纳米颗粒追踪分析仪(NTA)和免疫蛋白印迹(WB,Western Blot)鉴定从大鼠血清中提取出的外泌体;WB检验各组DLL4蛋白表达情况;使用液相串联质谱(MS)分析BYHWD组和MCAO组外泌体差异蛋白表达;定量PCR检测Notch、VEGF通路相关基因HES1、DLL4、VEGF-A和RAP1A表达量变化。
4.体外实验验证外泌体是否来源于内皮细胞:使用BYHWD干粉剂培养内皮细胞,寻找最适药物浓度;WB检验BYHWD组外泌体和Con外泌体中DLL4表达量;
结果:
1.对大鼠神经功能评分和脑组织TTC染色,结果显示:大鼠MCAO造模成功,脑梗死面积均在37%以上,符合造模成功评判标准,神经功能评分差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.炎性因子指标结果显示:BYHWD组大鼠脑组织炎症侵袭程度低于MCAO组和Con组;结果均具有统计学意义(p<0.05)。
3.TEM、NTA和WB鉴定结果显示,提取出的样品符合外泌体鉴定标准;WB验证各组DLL4蛋白表达结果发现,BYHWD组DLL4蛋白表达明显低于MCAO组和Con组,灰度值差异使用ImageJ软件分析,差异有统计学意义(P<0.05);MS分析结果显示,BYHWD外泌体与CIS后血管生成相关通路如Notch、VEGF等有密切联系;使用PCR验证BYHWD外泌体mRNA发现,BYHWD组的DLL4基因表达明显低于Con和MCAO。BYHWD组的HES1基因表达明显低于Con组,与MCAO相比无显着差异,DLL4与HES1基因表达量的变化与Notch通路密切相关,证实了MS分析结果。另外,BYHWD组的VEGF-A基因表达明显高于其他二组,与MCAO相比最为明显。VEGF-A基因的表达在BYHWD组最高,MCAO低于Con。同时,BYHWD组RAP1A基因的表达明显高于Con,低于MCAO组,RAP1A基因表达异常升高与血小板活化、血栓形成等有关。使用SPSS17.0分析数据结果发现,以上数据差异结果有统计学意义(P<0.05);
4.体外实验验证结果:BYHWD提取液培养内皮细胞最适药物浓度为0.25mg/ml;WB检验出BYHWD外泌体DLL4含量低于Con组,同体内结果相一致。灰度值使用ImageJ软件进行分析,差异具有统计学意义(P<0.05)。
讨论:
BYHWD在临床上应用于中风已达数百年,作用机制研究多为发挥脑保护作用等方面。本实验证明了BYHWD可以影响CIS损伤后血管生成,其中内皮细胞源性外泌体起到了调节介质的作用,可能与外泌体被证明的细胞间信息交换和载药功能相关。然而,BYHWD中起主要作用的药效成分尚未明确,此问题较为突出,是我们的下一步研究重点。
结论:
在MCAO大鼠模型上,BYHWD对CIS脑损伤具有明确的降低炎症水平,缩小脑梗面积作用。其作用机理可能与BYHWD影响内皮细胞源性外泌体介导DLL4/Notch通路发挥损伤后血管生成有关。同时,DLL4与VEGF-A表达上调,可能为Notch通路与VEGF通路协同作用。以上结论为BYHWD治疗CIS提供新的理论指导。