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在中医,脑卒中属于中风范畴,“气虚血瘀、痰瘀互结、毒损脑络”是中风的核心病机[1]。雷公藤系卫矛科雷公藤属藤本植物,又名震龙根、水莽子、断肠草、红紫根,以根茎入药,首载于《神农本草经》,味苦性寒,具有清热解毒、祛风通络、舒筋活血等功效,常用于免疫和炎性疾病的治疗。现代医学研究发现,炎症反应及缺血半暗带神经元凋亡在脑缺血再灌注损伤(CIRI)进展中发挥着重要作用,可作为防治CIRI新药研究的靶点[2-4]。雷公藤甲素为雷公藤的主要活性成分之一,化学结构属于二萜内酯类化合物,具有抗炎、抗凋亡等药理学作用[5-6]。Toll样受体4/核转录因子-κB(TLR4/NF-κB)通路是CIRI后炎症反应及神经元凋亡的重要调控机制[7]。有文献[8-9]报道雷公藤甲素能够抑制TLR4/NF-κB通路对大鼠类风湿关节炎、鼻炎具有一定抑制作用。然而,雷公藤甲素是否能够通过调控TLR4/NF-κB通路抑制CIRI仍需深入研究。因此,本实验将探讨雷公藤甲素对大鼠CIRI的影响及其机制,以期为雷公藤甲素应用于CIRI防治提供理论依据。
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与假手术组比较,模型组大鼠神经功能缺失评分和脑梗死率显著升高(P<0.05)。与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组神经功能缺失评分和脑梗死率显著降低(P<0.05)。与丁苯酞组比较,雷公藤甲素高剂量组神经功能缺失评分和脑梗死率显著降低(P<0.05)。见图1、表1。
表 1 各组大鼠神经功能缺失评分、脑梗死率、BBB通透性的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 神经功能缺失
评分(分)脑梗死率
(%)EB含量
(μg/g)假手术组 0.00±0.00 0.00±0.00 0.49±0.06 模型组 2.84±0.39* 48.17±7.39* 1.54±0.27* 丁苯酞组 1.31±0.17△ 16.28±2.15△ 0.79±0.09△ 雷公藤甲素低剂量组 2.50±0.34 42.93±5.74 1.42±0.23 雷公藤甲素中剂量组 1.85±0.26△ 27.54±3.48△ 1.10±0.16△ 雷公藤甲素高剂量组 1.09±0.15△# 11.38±1.65△# 0.70±0.08△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 -
与假手术组比较,模型组大鼠脑组织EB含量显著升高(P<0.05)。与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组脑组织EB含量显著降低(P<0.05)。与丁苯酞组比较,雷公藤甲素高剂量组脑组织EB含量显著降低(P<0.05)。见表1。
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假手术组大鼠皮层神经元呈圆形或椭圆形,形态饱满,着色均匀,胞核居中。模型组大鼠缺血半暗带皮层神经元呈现形态不规则,胞体萎缩呈空泡样变,着色较深,核膜边界不清,炎性细胞浸润等病理学改变。与模型组比较,雷公藤甲素各剂量组和丁苯酞组缺血半暗带皮层神经元明显改善,其中雷公藤甲素高剂量组效果优于雷公藤甲素低、中剂量组和丁苯酞组,见图2。
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与假手术组比较,模型组大鼠缺血半暗带皮层神经元凋亡率显著升高(P<0.05)。与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组凋亡率显著降低(P<0.05)。与丁苯酞组比较,雷公藤甲素高剂量组凋亡率显著降低(P<0.05),见表2。
表 2 各组大鼠缺血半暗带皮层神经元凋亡率的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 凋亡率(%) 假手术组 2.68±0.35 模型组 53.07±8.42* 丁苯酞组 17.69±2.90△ 雷公藤甲素低剂量组 45.93±7.67 雷公藤甲素中剂量组 31.52±5.08△ 雷公藤甲素高剂量组 12.88±1.74△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 -
与假手术组比较,模型组缺血侧大脑皮层组织TNF-α、IL-1β含量显著升高(P<0.05)。与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组TNF-α、IL-1β含量显著降低(P<0.05)。与丁苯酞组比较,雷公藤甲素高剂量组TNF-α、IL-1β含量显著降低(P<0.05)。见表3。
表 3 各组大鼠缺血侧大脑皮层组织TNF-α、IL-1β含量的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 TNF-α(ng/g) IL-1β(pg/g) 假手术组 1.41±0.22 37.06±4.81 模型组 2.76±0.35* 68.42±7.79* 丁苯酞组 1.85±0.23△ 46.93±5.62△ 雷公藤甲素低剂量组 2.54±0.32 63.81±6.54 雷公藤甲素中剂量组 2.07±0.25△ 55.74±5.91△ 雷公藤甲素高剂量组 1.62±0.21△# 40.27±5.39△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 -
与假手术组比较,模型组大鼠缺血侧大脑皮层组织TLR4、p-NF-κB蛋白相对表达量和p-NF-κB/NF-κB比值显著升高(P<0.05)。与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组TLR4、p-NF-κB蛋白相对表达量和p-NF-κB/NF-κB比值显著降低(P<0.05)。与丁苯酞组比较,雷公藤甲素高剂量组TLR4、p-NF-κB蛋白相对表达量和p-NF-κB/NF-κB比值显著降低(P<0.05),见图3、表4。
表 4 各组大鼠缺血侧大脑皮层组织TLR4、NF-κB、p-NF-κB蛋白表达及p-NF-κB/NF-κB比值的比较(
$\bar x \pm s$ ,n=6)组别 TLR4/β-actin NF-κB/β-actin p-NF-κB/β-actin p-NF-κB/NF-κB 假手术组 0.08±0.02 0.83±0.15 0.10±0.02 0.12±0.03 模型组 1.03±0.21* 0.78±0.14 0.81±0.15* 1.04±0.22* 丁苯酞组 0.20±0.04△ 0.84±0.15 0.29±0.06△ 0.35±0.08△ 雷公藤甲素低剂量组 0.87±0.16 0.79±0.16 0.68±0.13 0.86±0.18 雷公藤甲素中剂量组 0.65±0.13△ 0.78±0.15 0.35±0.07△ 0.45±0.10△ 雷公藤甲素高剂量组 0.16±0.03△# 0.74±0.14 0.14±0.03△# 0.19±0.04△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 -
与假手术组比较,模型组大鼠缺血侧大脑皮层组织cleaved Caspase-3、Bax蛋白相对表达量显著升高,Bcl-2相对表达量显著降低,Bax/Bcl-2比值显著升高(P<0.05)。与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组cleaved Caspase-3、Bax相对表达量显著降低,Bcl-2相对表达量显著升高,Bax/Bcl-2比值显著降低(P<0.05)。与丁苯酞组比较,雷公藤甲素高剂量组cleaved Caspase-3、Bax相对表达量显著降低,Bcl-2相对表达量显著升高,Bax/Bcl-2比值显著降低(P<0.05)。见图4、表5。
表 5 各组大鼠缺血侧大脑皮层组织cleaved Caspase-3、Bcl-2、Bax蛋白表达及Bax/Bcl-2比值的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 cleaved Caspase-3/
β-actinBcl-2/β-actin Bax/β-actin Bax/Bcl-2 假手术组 0.09±0.02 0.92±0.19 0.15±0.03 0.16±0.03 模型组 0.61±0.11* 0.18±0.04* 0.97±0.18* 5.39±1.07* 丁苯酞组 0.16±0.03△ 0.29±0.06△ 0.20±0.04△ 0.69±0.10△ 雷公藤甲素
低剂量组0.55±0.09 0.21±0.04 0.88±0.16 4.19±0.75△ 雷公藤甲素
中剂量组0.42±0.08△ 0.32±0.06△ 0.47±0.09△ 1.47±0.20△ 雷公藤甲素
高剂量组0.12±0.02△# 0.56±0.11△# 0.26±0.5△# 0.46±0.07△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。
Effects and mechanism of Triptolide on cerebral ischemia-reperfusion injury in rats
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摘要:
目的 探讨雷公藤甲素对大鼠脑缺血再灌注损伤(CIRI)的影响并初探其分子机制。 方法 将144只Wistar大鼠随机分为假手术组、模型组、雷公藤甲素低、中、高剂量组和丁苯酞组,每组24只。通过阻断大脑中动脉2 h构建CIRI大鼠模型,各组均于造模前3天开始1次/天ip给药。再灌注24 h后,行神经功能缺失评分,TTC染色法检测脑梗死率; EB渗透实验检测血脑屏障(BBB)通透性; HE 、TUNEL染色观察缺血半暗带皮层神经元病理学改变;ELISA法检测缺血侧大脑皮层炎症因子含量,Western blot法检测TLR4/NF-κB通路相关蛋白表达。 结果 与模型组比较,雷公藤甲素中、高剂量组和丁苯酞组神经功能缺失评分、脑梗死率、EB含量显著降低(P<0.05);缺血半暗带皮层神经元病理学改变明显改善,凋亡率显著降低(P<0.05);炎症因子TNF-α、IL-1β含量和TLR4、p-NF-κB、cleaved Caspase-3、Bax相对表达量显著降低,Bcl-2相对表达量显著升高,p-NF-κB/NF-κB和Bax/Bcl-2比值显著降低(P<0.05)。雷公藤甲素高剂量组对各检测指标的调控作用优于丁苯酞组(P<0.05)。 结论 雷公藤甲素能够保护BBB通透性,减轻CIRI大鼠神经功能缺失和神经元病变,降低脑梗死率,作用机制可能与抑制TLR4/NF-κB通路及其介导的炎症反应和神经元凋亡有关。 -
关键词:
- 雷公藤甲素 /
- 脑缺血再灌注 /
- TLR4/NF-κB通路 /
- 炎症 /
- 凋亡
Abstract:Objective To investigate the effect of Triptolide on cerebral ischemia- reperfusion injury (CIRI) and explore its molecular mechanism. Methods One hundred and forty-four Wistar rats were randomly divided into sham operation group, model group, low, medium, high dose of triptolide group and butylphthalide group, with 24 rats in each group. The CIRI rat model was established by blocking the middle cerebral artery for 2 hours. 3 days before modeling, the rats in each group were ip administration once a day. 24 hours after reperfusion, the neurological deficit score was detected, the rate of cerebral infarction was measured by TTC staining, the blood brain barrier (BBB) permeability was detected by EB penetration test. The pathological changes neurons in the ischemic penumbra cortex were observed by HE and TUNEL staining. The content of inflammatory factors in ischemic cerebral cortex were detected by ELISA method. The expression of TLR4/NF-κB pathway related proteins were detected by Western blot. Results Compared with the model group, the neurological deficit score, cerebral infarction rate and EB content in the Triptolide middle, high dose groups and the Butylphthalide group were significantly decreased (P<0.05). The pathological changes of cortical neurons in the ischemic penumbra were significantly improved, and the apoptosis rate of neurons was significantly decreased (P<0.05). The content of TNF-α, IL-1β and the expression of TLR4, p-NF-κB, cleaved Caspase-3, Bax were significantly decreased, the expression of Bcl-2 was significantly increased, the ratio of p-NF-κB/NF-κB and Bax/Bcl-2 were significantly decreased (P<0.05). The regulatory effect of the high dose triptolide group on various detection indexes were better than that of the Butylphthalide group (P<0.05). Conclusion Triptolide could protect the permeability of BBB, improve the neurological deficit and neuropathy in CIRI rats, and reduce the rate of cerebral infarction, its mechanism may be related to the inhibition of TLR4/NF-κB pathway and which mediated inflammatory response and neuronal apoptosis. -
Key words:
- triptolide /
- cerebral ischemia-reperfusion /
- TLR4/NF-κB pathway /
- inflammation /
- apoptosis
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表 1 各组大鼠神经功能缺失评分、脑梗死率、BBB通透性的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 神经功能缺失
评分(分)脑梗死率
(%)EB含量
(μg/g)假手术组 0.00±0.00 0.00±0.00 0.49±0.06 模型组 2.84±0.39* 48.17±7.39* 1.54±0.27* 丁苯酞组 1.31±0.17△ 16.28±2.15△ 0.79±0.09△ 雷公藤甲素低剂量组 2.50±0.34 42.93±5.74 1.42±0.23 雷公藤甲素中剂量组 1.85±0.26△ 27.54±3.48△ 1.10±0.16△ 雷公藤甲素高剂量组 1.09±0.15△# 11.38±1.65△# 0.70±0.08△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 表 2 各组大鼠缺血半暗带皮层神经元凋亡率的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 凋亡率(%) 假手术组 2.68±0.35 模型组 53.07±8.42* 丁苯酞组 17.69±2.90△ 雷公藤甲素低剂量组 45.93±7.67 雷公藤甲素中剂量组 31.52±5.08△ 雷公藤甲素高剂量组 12.88±1.74△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 表 3 各组大鼠缺血侧大脑皮层组织TNF-α、IL-1β含量的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 TNF-α(ng/g) IL-1β(pg/g) 假手术组 1.41±0.22 37.06±4.81 模型组 2.76±0.35* 68.42±7.79* 丁苯酞组 1.85±0.23△ 46.93±5.62△ 雷公藤甲素低剂量组 2.54±0.32 63.81±6.54 雷公藤甲素中剂量组 2.07±0.25△ 55.74±5.91△ 雷公藤甲素高剂量组 1.62±0.21△# 40.27±5.39△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 表 4 各组大鼠缺血侧大脑皮层组织TLR4、NF-κB、p-NF-κB蛋白表达及p-NF-κB/NF-κB比值的比较(
$\bar x \pm s$ ,n=6)组别 TLR4/β-actin NF-κB/β-actin p-NF-κB/β-actin p-NF-κB/NF-κB 假手术组 0.08±0.02 0.83±0.15 0.10±0.02 0.12±0.03 模型组 1.03±0.21* 0.78±0.14 0.81±0.15* 1.04±0.22* 丁苯酞组 0.20±0.04△ 0.84±0.15 0.29±0.06△ 0.35±0.08△ 雷公藤甲素低剂量组 0.87±0.16 0.79±0.16 0.68±0.13 0.86±0.18 雷公藤甲素中剂量组 0.65±0.13△ 0.78±0.15 0.35±0.07△ 0.45±0.10△ 雷公藤甲素高剂量组 0.16±0.03△# 0.74±0.14 0.14±0.03△# 0.19±0.04△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 表 5 各组大鼠缺血侧大脑皮层组织cleaved Caspase-3、Bcl-2、Bax蛋白表达及Bax/Bcl-2比值的比较(
$ \bar x \pm s $ ,n=6)组别 cleaved Caspase-3/
β-actinBcl-2/β-actin Bax/β-actin Bax/Bcl-2 假手术组 0.09±0.02 0.92±0.19 0.15±0.03 0.16±0.03 模型组 0.61±0.11* 0.18±0.04* 0.97±0.18* 5.39±1.07* 丁苯酞组 0.16±0.03△ 0.29±0.06△ 0.20±0.04△ 0.69±0.10△ 雷公藤甲素
低剂量组0.55±0.09 0.21±0.04 0.88±0.16 4.19±0.75△ 雷公藤甲素
中剂量组0.42±0.08△ 0.32±0.06△ 0.47±0.09△ 1.47±0.20△ 雷公藤甲素
高剂量组0.12±0.02△# 0.56±0.11△# 0.26±0.5△# 0.46±0.07△# *P<0.05,与假手术组比较;#P<0.05,与丁苯酞组比较;△P<0.05,与模型组比较。 -
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