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电针对局灶性脑缺血模型大鼠脑内STAT1阳性神经元的影响
作者:于涛1,许能贵2 ,符文彬1 ,易玮2,徐振华1,付雪松3    
作者单位:(1.广州中医药大学第二临床医学院 ,广东 广州510120;2.广州中医药大学,广东 广州510405;3.广州医学院从化学院,广东 从化510925)

《时珍国医国药》 2010年 第10期

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       【摘要】 
       目的研究脑缺血后STAT1在病灶局部的调控机制以及电针的干预影响。方法采用热凝法制成MCAO模型,采用免疫组织化学的方法检测不同时间段STAT1在病灶侧皮质、海马CA1区的调控机制以及电针的干预结果。结果模型24 h组多个指标稍有增高;模型组3 d组指标均有显著的增高(P<0.05)。电针组中电针2 h组、电针24 h与模型组无显著性差异(P>0.05);电针3 d组明显低于与模型组,差异有显著性(P<0.05或P<0.001)。结论电针治疗可以抑制脑缺血后的STAT1水平,这可能是其治疗脑缺血、改善受损脑功能的一个重要途径。
       【关键词】  电针;脑缺血;STAT1
       在脑缺血引起的局部炎性反应中,JAKs-STATs家族的信号传导对病灶区细胞凋亡过程起着重要的作用,其中STAT1激活可能与细胞凋亡相关 [1]。因此,研究脑内STAT1在脑缺血后的调控机制以及电针的干预作用,对了解电针治疗对脑缺血的内在干预机制有着一定的意义。
       1动物和材料
       1.1动物分组广州中医药大学动物实验中心SPF级SD大鼠90只[合格证号NO031878,许可证号SYXK(粤),2008-0020],均为雄性,体质量(220±20)g。由随机数字表法随机分为假手术组(J组)、模型组(M组)和电针组(Z组),每组又分为2 h,24 h,3 d 3个时间段组。
       1.2试剂和材料兔抗STAT1一抗(博士德公司出品),免疫组化染色试剂盒(即用型SABC) (博士德公司出品),Leica冰冻切片机(德国Leica公司),Leica倒置显微镜及图像处理系统(德国Leica公司)。
       2方法
       2.1制模方法采用的热凝闭大脑中动脉致局灶性脑缺血MCOA模型[2]。假手术者只暴露大鼠大脑中动脉,不予凝闭。
       2.2电针干预方法电针组选取督脉经穴百会(GV20)、大椎(GV14)两穴,其定位参照大鼠的常用针灸穴位[3]。以1寸毫针向后斜刺百会0.5寸,直刺大椎0.3寸,两穴接上电针,用疏密波,5~10次/s,强度以大鼠安静耐受为度,约2~3 V,时间30 min,1 d/次。Z2 h组在手术后1 h进行电针治疗,电针30 min,治疗后30 min后处死灌流固定、Z24h组在造模后24 h后处理;Z3 d组在同一时间治疗3 d后处理。假手术组和模型组均在相应的时间进行处理。
       2.3实验方法每组大鼠在干预结束后用10%水合氯醛麻醉,常规灌注固定。第2天,取脑组织进行冠状冰冻切片,片厚40 μm。收集于0.1M PB (pH 7.4)中备用。在实验中,因麻醉意外,M24 h组死亡2只,M3 d组死亡1只,Z2 h组死亡1只。STAT1免疫组织化学方法将严格按说明书操作。对照实验以正常羊血清和PBS代替一抗,同步进行上述免疫组织化学染色,结果为阴性。
       2.4图像分析及统计学处理确定标记的部位,在目镜10×和物镜40×的视野下,应用Leica-Qwin图像分析系统测定梗塞周围区和同侧海马CA1区的阳性细胞数、平均截面积、平均光密度值进行半定量分析。每个区域测3个不同视野,取其均值。统计使用SPSS11.5软件包中单因素ANOVA计算法和最小显著性差异(LSD)检验法来进行均数的显著性检验,方差齐性检验水平α1=0.1,显著性检验水平α2=0.05。
       3结果
       各组大鼠病灶侧皮质区和病灶侧海马CA1区STAT1免疫阳性细胞的定量分析见表1~2。表1显示,在病灶侧皮质区,假手术组3个组在STAT1阳性细胞数、平均截面积、平均光密度值3个指组间均无显著性差异(P>0.05);模型组中M2 h在3个指标方面与J2h无明显差异(P>0.05),M24 h组较M2 h组在3个指标的数值上均有一定程度地升高,但两者相较均无明显差异(P>0.05),与J24 h比较亦然;M3d各数值较前两组均有明显的升高,与M2 h和J3 d之间比较在3指标上均有显著性差异(P<0.001);电针组方面:3指标Z2 h与J2 h、M2 h以及Z24 h与J24 h、M24 h间均无显著性差异(P>0.05);Z3 d与J3 d间也均无显著性差异(P>0.05),但与M3 d比较差异均有显著性(P<0.001)。表1病灶侧皮质区STAT1免疫阳性细胞形态学参数表2病灶侧海马CA1区STAT1免疫阳性细胞形态学参数表2的数值和表1基本一致,假手术组3个组在STAT1阳性细胞数、平均截面积、平均光密度值3个指组间均无显著性差异(P>0.05);模型组中M24 h组开始有一定程度地升高,M3 d明显升高,与J3 d比较差异有显著性(P<0.001);电针组方面:Z24 h与Z3 d均与模型组低, 其中Z3 d与M3 d比较差异均有显著性(P<0.01至P<0.001)。
       4讨论
       现已证实脑缺血及再灌注损伤可使JAKs-STATs信号通路激活。其中STAT1激活可能与细胞凋亡相关[1]。有人报道,大脑皮质局部短暂缺血后,同侧皮质STAT1在24 h内未见明显表达增加,第4天开始显著增加,7 d达高峰,持续15 d[4]。李文涛等[5]采用免疫组织化学和激光共聚焦方法研究发现STAT1免疫反应阳性细胞在正常和假手术大鼠大脑皮质及海马只有少量表达,而在慢性脑缺血30 d组大鼠大脑皮质及海马STAT1蛋白阳性细胞广泛分布于皮层及海马,细胞数量明显多于非缺血组,差异有统计学意义(P<0.05)。提示STAT1可能参与慢性脑缺血大鼠神经细胞死亡的诱导。有人还发现STAT1核转位最早发生在缺血30 min后,它可以通过调节与凋亡和细胞死亡相关蛋白caspase-3的转录与磷酸化参与了缺血性脑损伤的过程[6]。Amana 等[7]研究证实STAT 1能抑制细胞生长,介导细胞凋亡过程的信号传导,并能负性调节c-myc启动子表达,参与细胞凋亡诱导。
       我们的研究结果显示,在局灶性脑缺血病理影响下,病灶区皮质和海马内在第3天开始STAT1水平和mRNA表达显著增加。这与Planas等[4]关于大脑皮质局部短暂缺血后,同侧皮质STATI在24 h内未见明显表达增加,第4天开始显著增加的报道大致相同。故可认为其3 d后的增加,可能直接参与缺血病灶区周围半暗带细胞凋亡的信号转导。而电针的早期治疗对脑缺血引发的STAT1水平的升高有一定的抑制作用。由于STAT1的增高可能与细胞凋亡的诱导信号相关,因此,电针对其的抑制作用有可能是减少半暗带区神经细胞凋亡,改善受损脑功能的一个重要途径。
       【参考文献】
          [1]Planas AM, Gorina R, Chamorro A. Signalling pathways mediating inflammatory responses in brain ischaemia[J]. Biochem Soc Trans, 2006,34(6):1267.
       
       [2]许能贵,易玮,马勤耘,等.电针对大鼠局灶性脑缺血后神经元损伤保护作用的研究[J]. 中国针灸,2000,20(4):237.
       
       [3]许能贵, 汪帼斌, 佘世锋, 等.针刺百会、大椎穴对局灶性脑缺血大鼠皮层脑源性神经营养因子表达的影响[J]. 广州中医药大学学报,2004,21(6): 439.
       
       [4]Planas AM,Soriano MA, Berruezo M,et a1.Induction of Stat3,a signal transducer and transcription factor,in reactive microglia following transient focal cerebral ischaemia[J]. Eur J Neursci,1996,8(12):2612.
       
       [5]李文涛.慢性脑缺血对信号转导和转录激活因子-1的表达[J]. 中国实用神经疾病杂志,2007,10(3): 82.
       
       [6]Takagi Y,Harada J,Chiarugi A,et a1.STATI is activated in neurons after ischemia and contributes to ischemic brain injury[J]. J Cereb Blood FlowMetab,2002,22(11):1311.
       
       [7]Amana CV ,Grammatikakis N ,Chernov M ,et a1.Regulation of c-myc expression by IFN -through Statl dependent and independent pathwaysJ.[J]. EM B0 J ,2000,19(2) :263.

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