姜黃素對大鼠脊髓損傷后神經(jīng)元GAP—43表達(dá)變化的影響
發(fā)布時(shí)間:2018-06-24 來源: 人生感悟 點(diǎn)擊:
【摘要】 目的:探討姜黃素對大鼠脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)后神經(jīng)元神經(jīng)生長蛋白43(growth associated protein,GAP-43)表達(dá)的影響。方法:制作SCI模型,分為假手術(shù)組、生理鹽水治療組、姜黃素治療組,每組25只。用免疫組織化學(xué)染色檢測神經(jīng)元GAP-43的表達(dá)變化,檢測動(dòng)物術(shù)后BBB運(yùn)動(dòng)評(píng)分和斜板實(shí)驗(yàn)。結(jié)果:姜黃素治療組較生理鹽水治療組,GAP-43含量較多,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);姜黃素治療組的BBB運(yùn)動(dòng)評(píng)分和斜板實(shí)驗(yàn)明顯優(yōu)于生理鹽水治療組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論:姜黃素能夠改善SCI區(qū)域的微環(huán)境,促進(jìn)神經(jīng)生長因子表達(dá)。
【關(guān)鍵詞】 姜黃素; 脊髓損傷; GAP-43
doi:10.14033/j.cnki.cfmr.2018.5.088 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1674-6805(2018)05-0171-02
姜黃素(Curcumin)是從姜黃、郁金、莪術(shù)、石菖蒲等根莖提取的一種黃色酸性植物多酚,具有抗氧化、抗炎、降血脂、抗凝、抗纖維化及抑制腫瘤生長等多種藥理作用[1-3]。近年來研究發(fā)現(xiàn),姜黃素可以通過抑制鈣超載、抗蛋白質(zhì)聚積改善神經(jīng)損傷后的微環(huán)境,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[4]。這里筆者通過使用姜黃素治療脊髓損傷,觀察神經(jīng)細(xì)胞GAP-43表達(dá)和神經(jīng)功能恢復(fù),探討姜黃素對神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)制。
1 材料與方法
1.1 動(dòng)物和試劑
1.1.1 動(dòng)物 選取75只體重250~300 g的SD雌性大鼠,動(dòng)物隨機(jī)分三組,即假手術(shù)組、生理鹽水治療組和姜黃素治療組,每組25只。
1.1.2 試劑 姜黃素、GAP-43抗體、生物素化羊抗小鼠IgG、ABC試劑。
1.2 動(dòng)物模型
脊髓損傷模型:腹腔注射戊巴妥鈉麻醉大鼠,四肢固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,切開后背正中皮膚,分離皮下組織和肌肉,咬除T9~T10棘突和椎板,露出脊髓組織,用手術(shù)刀快速向一側(cè)半切斷脊髓,沖洗縫合傷口,注射抗生素預(yù)防感染。
姜黃素治療組每天給予腹腔注射姜黃素100 mg/kg,1周后停藥[5],生理鹽水治療組用0.9%Nacl代替姜黃素,假手術(shù)組僅給予抗感染治療。
1.3 取材和切片
術(shù)后1、3、7、14、21 d每組各處死5只動(dòng)物取材。腹腔注射戊巴妥鈉麻醉大鼠,剪開胸腔,將針頭從左心室插入至升主動(dòng)脈,迅速切開右心房,快速灌注0.9%Nacl 250 ml,待液體清亮立刻灌注4%多聚甲醛300 ml,咬除棘突和椎板,暴露脊髓組織,取損傷區(qū)脊髓組織,行石蠟包埋切片。
1.4 免疫組織化學(xué)染色
切片滴加GAP-43抗體,放置4 ℃過夜,PBS洗3次,每次5 min;滴加生物素化羊抗小鼠IgG,4 ℃孵育12 h,PBS洗3次,每次5 min,滴加ABC試劑,DAB染色,蘇木素復(fù)染。
鏡下觀察到黃色神經(jīng)細(xì)胞即為GAP-43陽性細(xì)胞,每只動(dòng)物取5張切片,計(jì)數(shù)陽性細(xì)胞總數(shù),取每個(gè)時(shí)相5例動(dòng)物的平均值。
1.5 行為學(xué)評(píng)價(jià)方法
采用斜板試驗(yàn)、BBB運(yùn)動(dòng)評(píng)分測試動(dòng)物肢體運(yùn)動(dòng)情況[6-7]。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
利用SPSS行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。數(shù)據(jù)以(x±s)表示,采用單因素方差分析和t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 GAP-43表達(dá)
在術(shù)后7、14、21 d姜黃素治療組GAP-43表達(dá)水平高于生理鹽治療組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。在術(shù)后1、3、7、14、21 d生理鹽水治療組GAP-43表達(dá)水平均高于假手術(shù)組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表1。
2.2 BBB運(yùn)動(dòng)評(píng)分結(jié)果
所有動(dòng)物術(shù)前評(píng)分為21分,在術(shù)后3 d假手術(shù)組評(píng)分達(dá)到20分,功能基本恢復(fù)正常。在術(shù)后14 d姜黃素治療組評(píng)分明顯高于生理鹽水治療組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表2。
2.3 斜板實(shí)驗(yàn)
術(shù)前動(dòng)物斜板實(shí)驗(yàn)角度達(dá)70°~75°,術(shù)后斜板實(shí)驗(yàn)角度至20°,表明造模成功。術(shù)后7、14、21 d姜黃素治療組斜板實(shí)驗(yàn)角度高于生理鹽水治療組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表3。
3 討論
在脊髓損傷后的早期,適度的星形膠質(zhì)細(xì)胞的膠質(zhì)化可以通過物理和化學(xué)性重建中樞神經(jīng)系統(tǒng)的整體性,關(guān)閉血腦屏障以減少炎癥浸潤,使感染和蔓延的細(xì)胞損傷最小化來穩(wěn)定中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組織;而后轉(zhuǎn)入繼發(fā)性反應(yīng)期星形膠質(zhì)細(xì)胞由靜止態(tài)轉(zhuǎn)向活化態(tài),并繼續(xù)進(jìn)入增殖態(tài),數(shù)目增加、胞體肥大,并遷移到損傷處邊緣,交織成網(wǎng)狀形成膠質(zhì)瘢痕,成為神經(jīng)再生的屏障。GAP-43在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中呈現(xiàn)高水平表達(dá),它可以促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長椎基底部胞漿膜擴(kuò)張?zhí),對突觸的形成與重建具有重要作用,具有促在神經(jīng)細(xì)胞生長、發(fā)育、再生,是神經(jīng)再生的標(biāo)志性蛋白[8-10]。鄒明明等[11]采用姜黃素治療損傷的脊髓,發(fā)現(xiàn)它可以減少神經(jīng)膠質(zhì)酸性蛋白和硫酸軟骨素蛋白多糖的大量表達(dá),減輕了星形膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)性增生,縮小空洞和瘢痕,改善損傷區(qū)域的微環(huán)境,有利于脊髓斷端軸突再生和殘存神經(jīng)細(xì)胞通過瘢痕區(qū)。通過BBB運(yùn)動(dòng)評(píng)分和斜板實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),姜黃素組和生理鹽水組動(dòng)物在損傷早期(1~3 d)的肢體運(yùn)動(dòng)能力和控制體位能力變化不明顯,但是到了損傷中晚期(7~21 d)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況出現(xiàn)明顯改善,且以姜黃素組變化最為明顯,此外GAP-43的表達(dá)水平在術(shù)后14~21 d呈現(xiàn)高水平表達(dá)。這主要是由于脊髓損傷后早期炎癥介質(zhì)大量釋放、神經(jīng)細(xì)胞大量凋亡、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化程度較低,導(dǎo)致局部微環(huán)境惡劣,神經(jīng)再生修復(fù)能力較弱,但到了脊髓損傷后中晚期由于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞被大量激活形成膠質(zhì)瘢痕,限制了炎癥擴(kuò)散,改變了損傷區(qū)域微環(huán)境,有利于細(xì)胞存活,但是也阻礙了神經(jīng)再生修復(fù)[12],而姜黃素不僅能抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化,阻礙了膠質(zhì)瘢痕的形成,而且通過抗炎、抑制鈣超載、抑制蛋白質(zhì)聚積改善損傷區(qū)域的內(nèi)環(huán)境,啟動(dòng)生長相關(guān)基因表達(dá),促進(jìn)神經(jīng)再生修復(fù)。
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