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脑对缺氧的耐受性极低,在高原低气压缺氧环境下易出现脑组织水肿、神经损伤等病理表现,高原低气压缺氧一方面会引发脑细胞有氧代谢障碍,引发细胞毒性脑水肿,另一方面缺氧也可直接作用于血管内皮细胞,使血管壁通透性增加,引发脑间质水肿,进而出现脑功能障碍,导致高原脑水肿(High altitude cerebral edema,HACE)的发生。HACE作为高原相关疾病中最严重的疾病之一,严重影响人们的生命安全和生活质量。HACE发病机制复杂,血脑屏障(Blood-brain barrier,BBB)损害是其形成的的关键因素,脯氨酸羟化酶2(Prolyl hydroxylase 2,PHD2)和低氧诱导因子1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)作为低氧通路的关键因子,其下游血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)水平和闭合蛋白(Occludin)等因子的变化在血脑屏障破坏过程中发挥重要作用。砭贴作为由砭术发展而来的新型穴位贴敷疗法,通过砭石红外超声等物理特性,可以对穴位局部产生刺激作用,激发经气,起到疏通经络、益气活血的功效。课题组前期研究发现,砭贴刺激穴位能够抑制急性低压低氧大鼠脑组织损伤,减轻脑组织水肿,但相关机制和通路仍不明确,是否在BBB破坏过程中发挥作用仍不清楚。故本研究将在前期研究基础上进一步观察砭贴“太渊”“内关”“人迎”穴对急性低压低氧大鼠的脑组织损伤和血脑屏障破坏的预防作用,探讨砭贴对高原脑组织损伤的相关保护机制。目的观察砭贴“太渊”“内关”“人迎”穴对急性低压低氧大鼠脑组织损伤的保护作用,探究砭贴对PHD2、HIF-1α、VEGF、Occludin表达的影响,进一步研究砭贴预防急性高原脑水肿的可能机制,阐释砭贴对急性高原脑水肿的预防作用。方法健康SD雄性大鼠45只随机分为5组:空白对照组、模型组、砭贴组、药物组、砭贴+DMOG组,每组9只大鼠。各组大鼠干预前进行穴位局部脱毛。空白对照组和模型组大鼠除每日带鼠套单独饲养2h以外,不做其他干预,每日正常饲养。砭贴组和砭贴+DMOG组大鼠在“太渊”“内关”“人迎”穴位局部贴敷砭贴2 h/d,并用胶带缠绕固定,药物组大鼠每日灌胃大株红景天溶液(灌胃剂量为280mg/kg)。各组大鼠每日干预过程中均需佩戴鼠套单独饲养,共干预14天。除空白对照组大鼠外,其余四组大鼠进入氧舱模拟高原6000 m海拔低压低氧处理24 h,砭贴+DMOG组进舱前24 h腹腔注射PHD2抑制剂DMOG(40mg/kg)。出舱后,观察大鼠一般形态,取大鼠腹主动脉血和脑组织,血气分析仪检测大鼠血氧饱和度(Oxygen saturation of blood,SaO2)、钠离子(Na+)和钾离子(K+),HE染色观察脑组织病理学改变并用干湿重法测定脑组织含水量,酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定血清 PHD2、HIF-1α、VEGF 水平,Western blot法检测脑组织PHD2、HIF-1α、VEGF、Occludin蛋白表达,实时荧光定量聚合酶链反应技术(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)检测脑组织HIF-1α、VEGF mRNA 表达。结果1.一般情况观察结果显示:低压低氧处理后,模型组和大鼠反应迟钝、倦卧,毛发枯燥少泽,呼吸频率加快,口鼻及四肢肢端发绀。砭贴组和药物组大鼠灵活度及毛发光泽度较好,呼吸频率较快,口鼻四肢无明显发绀。砭贴+DMOG组大鼠反应略显迟钝、毛发枯燥少泽凌乱,呼吸频率加快,口鼻及四肢末端略有发绀。2.脑组织含水量结果显示:与空白对照组比较,模型组在低压低氧24 h后含水量显著增多(P<0.05)。与模型组比较,砭贴组、药物组脑含水量均降低(P<0.05)。与砭贴组比较,药物组和砭贴+DMOG组脑含水量差异无统计学意义(P>0.05)。3.脑组织HE染色结果显示:与空白对照组相比,模型组大鼠软脑膜与脑组织分离,脑组织细胞排列松散,呈现紊乱状态。皮质血管扩张,细胞肿胀明显,细胞间隙增宽。胞核周围空泡明显,细胞内层次不清,神经元细胞核固缩深染,缺氧损伤严重。砭贴组与药物组软脑膜与脑组织连接紧密几乎不分离,神经细胞病理变化较轻微,较模型组神经细胞的排列更整齐,细胞略微肿胀,具有均匀的细胞质,与模型组相比缺氧损伤表现不明显。砭贴+DMOG组脑组织软脑膜与脑组织出现部分分离,细胞排列松散,出现较明显的细胞肿胀和神经元细胞损伤。4.血气生化结果显示:与空白对照组相比,模型组SaO2和Na+水平显著降低(P<0.05),K+水平显著升高(P<0.05)。与模型组相比,砭贴组和药物组SaO2显著升高(P<0.05),K+水平显著降低(P<0.05),砭贴组Na+水平显著升高(P<0.05)。与砭贴组相比,砭贴+DMOG组SaO2水平降低(P<0.05),Na+和K+水平差异无统计学意义(P<0.05)。5.ELISA结果显示:与空白对照组比较,模型组血清PHD2水平降低(P<0.05),HIF-1α和VEGF水平升高(P<0.05);与模型组比较,砭贴组和药物组血清PHD2水平升高(P<0.05),HIF-1α和VEGF水平降低(P<0.05);与砭贴组比较,砭贴+DMOG组PHD2水平降低(P<0.05),HIF-1α和VEGF水平升高(P<0.05)。6.Western Blot结果显示:与空白对照组比较,模型组脑组织HIF-1α、VEGF表达升高(P<0.05),PHD2、Occludin表达降低(P<0.05);与模型组比较,砭贴组、药物组脑组织 HIF-1α、VEGF 表达降低(P<0.05),PHD2、Occludin表达升高(P<0.05);与砭贴组比较,砭贴+DMOG组PHD2蛋白表达水平降低(P<0.05),脑组织HIF-1α、VEGF,Occludin蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。7.RT-qPCR结果显示:各组大鼠脑组织HIF-1α mRNA表达比较无统计学差异。大鼠VEGF mRNA模型组与空白对照组相比表达升高(P<0.05);砭贴组、药物组与模型组相比表达降低(P<0.05);砭贴+DMOG组VEGF mRNA与砭贴组相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论:1.砭贴“太渊”“内关”“人迎”穴能够提高血氧饱和度,减轻急性低压低氧大鼠的脑组织的缺氧损伤,降低脑组织含水量,减轻脑组织水肿,其疗效与大株红景天胶囊相当。2.砭贴“太渊”“内关”“人迎”穴能够提高PHD2水平,降低HIF-1α,抑制VEGF mRNA表达,降低VEGF水平,提高Occludin蛋白水平,保护血管内皮和紧密连接蛋白,降低血脑屏障通透性,减轻脑组织水肿。