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创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是指由外伤引起的脑组织损伤。由于近年交通事故伤和坠落伤发生率明显增加,创伤性脑损伤已经成为45岁以下高致死率和高致残率的重要因为之一。研究认为颅脑损伤后神经元的损伤可分为原发性和继发性两类,由于继发性损伤是延迟的,所以给了人们一个时间窗来研究继发性损伤因子以及采取干预措施减轻损伤。目前TBI药物研究主要集中在减轻继发损伤上,但是,颅脑损伤后药物治疗的匮乏始终是大家关注的焦点。山茱萸为中医常用的补益肝肾药物。环烯醚萜苷是我室以往对33昧中药的筛选和植物化学研究得到的山茱萸有效部位。
目的:观察山茱萸环烯醚萜苷(cornus iridoid glycosides,CIG)对创伤性脑损伤模型大鼠急性期足否有脑保护作用,并进一步研究其可能作用机制,为研制治疗TBI的新药提供实验依据。
方法:健康雄性SD大鼠随机分为5组:假手术组、模型组、CIG小剂量(30mg/kg)、中剂量(60mg/kg)、大剂量(120mg/kg)组,术前连续灌胃给药7d,每天给药1次,假手术组和模型组给予相同容积的生理盐水。末次给药后1h采用改进的Feeney法制作自由落体脑挫伤模型,继续给药,造模后每天用mNSS评分标准进行神经功能行为学检测;分别于造模后24h和72h取脑,用HE染色法观察大脑皮层损伤周围区的病理形态学变化,尼氏染色观察神经元尼氏小体的变化,用ELISA法测定血清S100β含量,并用免疫组织化学法检测脑组织损伤周围区皮层中S100β,免疫组化检测脑组织损伤周围区皮层的炎性细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-1ra的表达,Western blot检测大脑损伤周围区皮层中促凋亡因子Bax、抗凋亡因子Bcl-2的表达,免疫组化检测caspase-3的表达。
结果
(1)造模后72h,创伤性脑损伤模型大鼠出现不能正常行走或向瘫痪侧打圈行走,提尾后其前肢和后肢出现屈曲、回缩现象,平衡木上不能正常行走。采用mNSS神经功能评分评定大鼠神经功能情况,CIG灌胃给药能明显改善大鼠创伤性脑损伤后神经功能症状,促进神经功能恢复。
(2)HE染色显示TBI模型组病理改变严重,皮层损伤灶有出血,表面有挫裂伤,组织疏松,细胞胞体皱缩,呈不规则状,细胞排列松散,间隙扩大,神经细胞变性坏死,细胞呈空泡样变性,损伤灶周围有炎性细胞浸润。CIG能够减轻损伤周边区病理改变,尤其是造模后72h,且随着剂量的增加,病理表现减轻越明显。
(3)TBI模型组尼氏小体固缩、溶解,数量减少。CIG能减轻创伤性脑损伤后大鼠模型大脑皮层损伤周边区神经元丢失。
(4)TBI模型组血清和大脑皮层损伤周边区S100β明显升高。CIG能够降低S100β的表达,从而减轻脑损伤程度。
(5)TBI模型组炎症细胞因子大量表达。CIG能够减少模型大鼠大脑皮层损伤剧边区的炎症因子TNF-α、IL-1β的表达,增加抗炎因子IL-1ra的表达,减轻炎症反应。
(6)Tunel染色显示,模型组大鼠大脑皮层损伤剧围区可见很多棕色凋亡细胞,而且促凋亡因子Bax升高,抗凋亡因子Bcl-2降低,Caspase-3被活化。CIG能够抑制模型大鼠脑内Caspase-3的活化,提高Bcl-2/Bax比值,抑制细胞凋亡。
结论:CIG能够改善创伤性脑损伤动物模型的行为症状,促进神经功能恢复,改善损伤后脑组织的病理形态,增加模型大鼠大脑皮层存活神经元的数量,减少血清及脑组织中S100β蛋白的含量,从而减轻脑组织的损伤程度;其作用机制主要包括抑制炎性细胞因子的表达,增强炎性损伤拮抗剂的表达,减轻炎症反应,抑制细胞凋亡,从而发挥对创伤性脑损伤后的脑保护作用。