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白藜芦醇对缺血再灌注小鼠神经干细胞增殖作用的研究

2023-10-28 来源:好走旅游网
・484・ 中华神经外科疾病研究杂志(Chin J Neurosurg Dis Res)2010:9(6 文章编号:1671—2897(2010)09—484—04 ・脑血管病・ 白藜芦醇对缺血再灌注小鼠神经干细胞增 殖作用的研究 张永强 程岗 章薇 曹卫东 高大宽 章露华 章翔 (第四军医大学西京医院神经外 科,陕西西安710032) 摘要目的研究白藜芦醇对小鼠缺血再灌注后海马区神经干细胞增殖的影响,探讨其促进缺 15只雄性BALB/c小鼠随机分为缺血再灌注组、白藜芦醇 血再灌注后神经功能恢复的机制。方法组及假手术组,采用大脑中动脉线栓法制作局灶性脑缺血模型,Brdu标记增殖的干细胞,免疫组化法 测定增殖细胞数。结果 白藜芦醇组与缺血再灌注组相比Brdu阳性细胞数存在差异。结论 白藜 芦醇可以促进小鼠缺血再灌注后海马区神经干细胞的增殖,可能在其促进缺血后神经功能恢复中发 挥作用。 关键词 白藜芦醇;神经干细胞; Brdu;脑缺血 中国图书资料分类号 R 743文献标识码A n obrain i ̄m.y 71(E82, Effect of resveratroi 0Il proliferation fn哪Io stem cells in a n如 In0dd ofisdmaia- ̄ZHANG Yongqia ̄,CHENG ,ZHANG Wei,CAO Weidong,GAO Dalalan,ZHANGbahua,ZHANGXia.g Department ofNeurosurgery, China Institute f oCli ̄al Neuroscience,Fourth施z赶d Med/ca/Un/errs/ty, Ahstrad Objective To study the efect 0f resveran ̄l on the proliferation of neurla stem cells in a n∞Ilse rrodd of ischen ̄a-reperfusion brain injury and to invesitgate hte mechanismofits protcteion fneollrons frominjury.Methods Fifteen male BAI_B/c nfie were rcandomly divided into three groups,including ischerrifa-reperfusion group,resveratrol- treatd group and sham operatein grooup.Ischen ̄a-repeffusion models were prep ̄by nfid ̄e cerebral artery occlusion. Proliferations of noll ̄stem cells were marked by Brdu and the nurober of proliferatd ceells was measured by inmlunohistochemistry staining.1 ̄sults 3here was statistic diference in the number of Brdu positive cells between ische ̄a-repeffusion group and resveratolr—treatd gToup.Cote ̄lusion Resveratolr can promote the proliferation of neural stem cells in KpI)0ca瑚pus after ischer ̄ifa-reperfusion brain injury,which way contribute to the neural protcteion of resveratrol after ischen'/c brain my. Key、】I】Dr凼Resveratrol;Neural stem eclls;Brdu;Ischetrifc brain ijnury 白藜芦醇(3,5,4一三羟基均二苯乙烯)最早于 1940年在白藜芦根茎中发现并于1963年从中国传 统中药虎杖根茎中被提取 。最初白藜芦醇主要 9和氧化物增殖活性剂受体.仅的表达,诱导脑缺血血 管的新生,发挥脑缺血后的神经保护功能 引。本研 究旨在通过观察白藜芦醇预处理对小鼠脑缺血再灌 作为植物抗毒素来研究,近年来大量研究表明白藜芦 醇具有广泛的生物学效应,具有延缓肿瘤进程 、防 治心血管疾病 及脑缺血损伤 等作用。我们的 研究表明白藜芦醇预灌注能够调节基质金属蛋白酶. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30370512、30672663) 作者简介:张永强,博士研究生,电话:(029)84775330,E—mail: zhangyq1983@gmail.corn 注后内源性神经干细胞增殖状况的影响,为白藜芦醇 脑缺血保护机制的研究提供新的思路。 材料与方法 一、实验动物 l5只健康雄性BALB/c小鼠,体质量(22±2)g, 普通级,购于第四军医大学实验动物中心。 二、主要试剂与仪器 通讯作者:章翔,教授、主任医师,博士生导师,电话:(029) 84771323,E—mail:xzhang@fmmu.edu.cn 中华神经外科疾病研究杂志(Chin J Neurosurg Dis Res)2010;9(6 白藜芦醇,Sigma公司;8-0手术缝合线,上海医 疗器械厂;齿科用硅胶树脂及硬化剂,德国Heraeus Kulzer公司;显微手术器械,美国Kent Scientiifc公 PBS浸洗3次,每次5 min;滴加DAB工作液,37 ̄C孵 育观察显色;苏木精复染,盐酸酒精分化;自来水冲洗 5~10 min;酒精梯度脱水,二甲苯中透明,中性树胶 封片,显微镜下镜检。 司;双极电凝,上海医疗器械厂;TGL2 16C型高速离 心机,上海安亭科技有限公司;SORVALL Super T21 高速低温离心机,Kendro公司;计算机辅助图像分析 系统,日本Olympus公司;5一溴脱氧尿嘧啶核苷(5一 bromodeoxyuridine,Brdu),Sima公司;小鼠Brgdu抗 5.统计学处理:用SPSS统计学软件进行统计学 处理,所有数据用x±S表示。组间比较采用方差分 析,P<0.05认为具有统计学意义。 结 果 体,第四军医大学神经生物学实验室馈赠。 三、方法 1.动物分组及模型制备:小鼠随机分为缺血再 灌注组、白藜芦醇组及假手术组。将白藜芦醇溶于已 一、神经行为学评分 缺血再灌注后的小鼠在1 d,7 d及14 d分别进 配置好的1%羟甲基纤维素生理盐水中, 行神经行为学评分,白藜芦醇处理组与单纯缺血对照 组相比神经功能有明显改善(P<0.05,图l,假手术 组神经功能正常,未在图表内显示)。 50 mg/(kg・d)灌胃强饲,单纯缺血组以生理盐水灌 胃,共7 d。参照高大宽等 方法建立小鼠大脑中动 脉栓塞模型(middle cerebral artery occlusion, MACO),具体步骤如下:用2%戊巴比妥钠腹腔注射 (50 mg/kg)麻醉小鼠后,置于手术台上,正中切开颈 部皮肤,经颈外动脉将已制备好的硅胶包裹的8-0尼 龙纤维线段头端送至左侧大脑中动脉起始部,阻塞血 2 供,2 h后抽出线段,恢复血供。动物清醒后,参照 Menzies等 评分标准,0分:无神经功能缺损;1分: 不能完全伸展左侧前爪;2分:向左侧转圈;3分:行走 8 ∞ 鲁 羔 时向左侧倾倒;4分:不能自发行走,有意识障碍。各 组评分为0分者淘汰。 2.Brdu标记:小鼠术后1~14 d,以细胞增殖S 期标记物Brdu按照50 mr/kg腹腔注射,每天2 次¨ 。小鼠于造模成功后14 d过量麻醉下取脑后 固定鼠脑,石蜡包埋。 图1 各组小鼠神经行为学评分 Fig1 Neurol‘’gical behavior soores ofmicein each group(}:P<O.05) RG:Resveratrol—treated group;IG:lschemia—reperfusion group 3.HE染色:石蜡标本按10 m切片,二甲苯脱 蜡,酒精梯度脱水;清水冲洗后苏木精染色约3 min, 盐酸酒精分化,返蓝,伊红染色;自来水冲洗;酒精梯 度脱水,二甲苯中透明,中性树胶封片。 4.免疫组织化学sP法染色:步骤参考Liu等的 方法改进… ,石蜡切片经二甲苯脱蜡,酒精梯度脱 水;0.01 mol/L PBS浸洗3次,每次5 min;3%H2O2 室温孵育15 min;PBS浸洗3次,每次5 min;加入 二、HE染色结果 小鼠在缺血再灌注后14 d灌注取材,HE染色显 示白藜芦醇处理组缺血面积明显减少,缺血区的炎症 细胞较对照组减少,并且缺血区域有较好的结构重建 (图2)。 0.01 mol/L枸橼酸盐缓冲液高压蒸汽修复100 S;自 然冷却后PBS浸洗3次,每次3 min;2 moi/L HCL 37℃孵育30 min;硼酸缓冲液浸洗2次,每次5 min; 0.01 mol/L PBS浸洗3次,每次5 min;滴加含Triton X 100的山羊血清封闭液室温孵育1 h;l:500稀释 浓缩型小鼠抗Brdu抗体,取1滴覆盖标本,阴性对照 以PBS替代一抗,4℃过夜;PBS浸洗3次,每次5 min;加生物素标记的二抗工作液,37℃孵育50 min; 图2缺血区HE染色结果(×40) Fig 2 HE staining of ischemic brain tissue in each group(x 40) A:Resveratrol—treated group;B:Ischemia—reperfusion group. 中华神经外科疾病研究杂志(Chin J Neurosurg Dis Res)2010;9(6 三、免疫组织化学染色结果 小鼠在缺血再灌注后14 d,海马区可见Brdu染 色阳性的增殖细胞,并且与缺血再灌注组相比白藜芦 醇预饲组Brdu阳性细胞数目明显增多说明了白藜芦 醇可以促进海马区神经干细胞的增殖(图3)。 图3海马区 IIJ免疫组织化学染色结果 Fig 3 Brdu staining of hippocampus of mouse in each group A:Resveratrol—treated group(×200);B:Ischemia—reperfusion group(×200);C:Resveratrol—treated group(×400);D:Ischemia-reperfusion group (×400). 讨 论 能够促进心肌缺血后心脏干细胞的分化,改善心脏缺 血后的功能 j。本实验研究表明,白藜芦醇预灌注 缺血性脑卒中后脑组织缺血、缺氧以及氧自由基 产生、钙离子超载等ll ,可引起神经细胞以及胶质细 可以减少脑缺血面积,促进小鼠缺血再灌注恢复期神 经功能的恢复,我们还观察到白藜芦醇预灌注可以明 显的诱导缺血后海马区原始细胞的增殖,因此推断其 机制可能是白藜芦醇通过改善脑缺血后局部的微环 胞变性、坏死,进而导致不同程度的神经功能缺损。 研究发现脑缺血后可以引发多种炎症细胞和炎性物 质参与的炎症反应,尤其在再灌注阶段,多种免疫和 炎症细胞的活化,释放出大量的细胞因子和趋化因子 等,导致缺血灶周围内环境的进一步恶化 ,阻碍了 神经功能的熏建和恢复。研究表明在炎症的影响下, 腑缺血后迁移到梗死区的神经前体细胞存活和生长 受到严重抑制 。综合上述原囚,并且目前缺血性 脑卒中缺乏有效的治疗手段,缺血性脑卒中后生存者 约有90%存在不同程度的神经功能缺损。 白藜芦醇于9O年代被发现存在于红酒中,并且 具有明显的心血管保护作用 ”,使其越来越受到关 注。研究发现白藜芦醇具有神经保护作用 ,在一 项关于氧糖剥夺模型的观察中,作者提出白藜芦醇预 处理与缺血预处理在神经保护的作用上具有相似 性 。另外,研究证实在脑缺血中自藜芦醇可以通 过诱导氧化磷酸化的基因表达和增强线粒体的稳定 性起到神经保护作用¨ 。白藜芦醇还可以通过蛋 境、抑制炎症反应,促进和诱导内源性神经干细胞的 增殖和分化,从而促进缺血区域结构的重建和神经功 能恢复。并且研究表明白藜芦醇可以调节缺血再灌 注恢复期各种促血管生成因子的表达,促进缺血区域 的血管再生和血流恢复 ,为神经干细胞的迁移和 分化提供基础。 本研究提示白藜芦醇预饲可以促进缺血后海马 区内源性神经干细胞的增殖和分化,改善神经功能 预后,为白藜芦醇治疗缺血性脑卒中的试验研究和临 床应用提供了理论依据。 参考文献 白激酶A、蛋白激酶c等多种激酶的活性影响神经元 内能量代谢的稳定,从而发挥其神经保护作用 那J。 研究还发现,白藜芦醇能够通过其广泛的抗炎抗氧化 活性发挥对多种干细胞的保护作用。白藜芦醇能够 抑制乙醇引起的胚胎干细胞的凋亡 ,能够抑制白 细胞介素1、促进骨髓问充质干细胞的分化’ J,并且 中华神经外科疾病研究杂志(Chin J Neurosurg Dis Res)2010;9(6 ・487・ 5 Wang Q,Xu J,Rotting}laus GE,et a1.Resveratrol protects against global cerebral ischemic injury in gerbils[J].Brain Res,2002,958 (2):439—447. 6 Sinha K,Chaudhary G,Gupta YK.Protective effect of resveratrol against oxidative stress in middle cerebral artery occlusion model of stroke in rats[J].Life Sci,2002,71(6):655—665. 7 Cheng G,Zhang X,Gao D,et a1.Resveratorl inhibits MMP-9 expression by up—regulating PPAR alpha expression in an oxygen uc0se deprivation—exposed neuron model[J].Neurosci Lett,2009, 451(2):105—108. 8 Dong W,Li N,Gao D,et a1.Resveratrol attenuates ischemic brain damage in the delayed phase after sterke and induces messenger RNA and protein express for angiogenic factors[J].J Vasc Surg,2008,48 (3):709—714 9 Gao D,Zhang X,Jiang X,et a1.Resveratrol reduces the elevated level of MMP-9 induced by cerebral ischemia—reperfusion in mice[J].Life Sci,2006,78(22):2564—2570. 10 Darsalia V,Heldmann U,Lindvall O,et a1. 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