側腦室注射醒腦靜對腦出血大鼠TLR4及炎性因子表達的影響

鄭明華+范學政

[摘要] 目的 探討側腦室注射醒腦靜對腦出血（ICH）大鼠血腫周圍TLR4及炎性因子TNF-α、IL-1β表達的影響。 方法 采用大鼠尾狀核自體血注射法制作大鼠ICH模型，隨機分成模型組、側腦室組、靜脈組，并設立正常組。對各組大鼠進行行為學評分，采用HE染色觀察炎性浸潤情況，通過免疫組化檢測TLR4、TNF-α和IL-1β的表達。 結果 側腦室組第24、48、72小時的神經功能評分顯著低于靜脈組，差異有統計學意義（P<0.05）。側腦室組的炎性細胞浸潤較靜脈組輕。模型組的TLR4、IL-1β和TNF-α平均積分光密度值顯著高于靜脈組和側腦室組，差異有統計學意義（P<0.05）。側腦室組的TLR4和TNF-α平均積分光密度值顯著低于靜脈組，差異有統計學意義（P<0.05）。 結論 側腦室注射醒腦靜能顯著抑制ICH血腫周圍的炎性細胞浸潤及TLR4、TNF-α表達。

[關鍵詞] 醒腦靜；腦出血；側腦室注射；TLR4；IL-1β；TNF-α

[中圖分類號] R743.34 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2015）07（b）-0004-04

[Abstract] Objective To explore the influence of intracerebroventricular injection of Xingnaojing on expression of TLR4 and inflammatory factor such as TNF-α，IL-1β in the cerebral hemorrhage （ICH）. Methods The model of ICH was maked by injected autoblood from tail artery into right caudate nucleus in rats，and which were randomly divided into the model group，the lateral ventricle group，the venous group and the normal group.Behavior scores of rats in each group was observed.Inflammatory infiltration was observed through HE stain.Immunohistochemistry was used to detect the expression of TLR4，TNF-α and IL-1β. Results The score of the neurological function in the lateral ventricle group at the 24th，48th，72th hours was lower than that in vein group，with significant difference（P<0.05）.The infiltration of inflammatory cells in the lateral ventricle group was lower than that in the venous group.The average integral optical density of TLR4，IL-1β and TNF-α in the model group was higher than that in the venous group and the lateral ventricle group，with significant difference（P<0.05）.The average integral optical density of TLR4 and TNF-α in the lateral ventricle group was lower than that that in the venous group，with significant difference（P<0.05）. Conclusion Intracerebroventricular injection of Xingnaojing can significantly inhibit the infiltration of inflammatory cells and expression of TLR4，TNF-α of ICH around the hematoma.

[Key words] Xingnaojing；Intracerebral hemorrhage；Intracerebroventricular injection；Toll-like receptor-4；Interleukin-1β；Tumor necrosis factor-α

腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）是神經科的常見病和多發病，病情來勢急驟，病死率及致殘率均高。ICH的病理損傷除血腫占位性效應及對周圍腦組織的破壞作用外，炎性因子介導的炎癥在繼發性腦損傷中也起著重要作用[1]。Toll樣受體4（Toll-like receptor-4，TLR4）是TLRs家族中的重要成員之一，能夠激活核因子（nuclear factor kappa B，NF-κB），導致多種炎癥因子的瀑布式釋放，最終產生損傷效應[2]。目前的研究顯示，醒腦靜注射液具有抗炎、抗凋亡、改善神經功能等作用[3]，但其相關的分子生物學機制尚不清楚，尤其是關于醒腦靜在ICH中對TLR4信號通路及IL-1β和TNF-α炎性因子表達的影響研究較少。已有研究顯示，在對ICH乃至顱腦損傷和其他出血性腦血管疾病患者進行外科手術時，腦室、血腫腔或蛛網膜下腔等局部藥物沖洗或灌注能夠明顯改善神經功能癥狀[4-5]，但缺乏關于側腦室注射醒腦靜能否促進ICH神經功能恢復的相關研究。為進一步開發和闡明醒腦靜治療ICH的機制，本實驗采用大鼠尾狀核自體血注射法制作大鼠ICH模型，應用神經功能評分、HE染色和免疫組化比較醒腦靜側腦室給藥途徑與靜脈注射給藥中的ICH血腫周圍組織炎性細胞浸潤和TLR4、IL-1β、TNF-α表達，旨在探討醒腦靜更有效的給藥途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物和分組 體重為280～300 g清潔級健康雄性SD大鼠，由廣西醫科大學實驗動物中心提供，動物合格證號：SCXK（桂）2014-0002。實驗期間動物自由飲用自來水并進食標準顆粒飼料，術前8 h禁食水。將SD大鼠隨機分成模型組、側腦室組、靜脈組和正常組，每組10只。

1.1.2 主要試劑 醒腦靜注射液由無錫濟民可信山禾藥業股份有限公司提供，兔抗TLR4多克隆一抗、兔抗TNF-α多克隆一抗、兔抗IL-1β多克隆一抗由武漢博士德生物技術有限公司提供，SP法免疫組化試劑盒、DAB顯色盒由北京中杉金橋有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 制備模型 采用10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠后，將其固定于立體定向儀上，根據《大鼠腦立體定位圖譜》確定右側尾殼核位置；在頭皮正中切開約0.8 cm的切口，剪開骨膜，暴露前囟，于前囟前0.2 mm、中線右旁開3 mm處鉆一直徑為l mm的孔；用微量注射器經尾動脈采血50 μl后，固定于立體定向儀上沿針孔垂直進針，進針深度為6.0 mm（此為尾殼核的位置），注射時間2 min，留針10 min，緩慢退針。

1.2.2 藥物干預 側腦室組在大鼠腦缺血模型制備后，將其固定于定位儀上，切開皮膚，暴露顱骨，以前囟正中線后端為零點，選取向后1.0 mm、向左1.5 mm處為進針點，穿刺針進針4 mm，微量注射器左側側腦室注射10 μl/kg醒腦靜注射液。靜脈組在大鼠腦缺血模型制備后從大鼠尾靜脈注射20 μl/kg的醒腦靜。模型組、正常組均從大鼠尾靜脈注射20 μl/kg的生理鹽水。

1.2.3 神經功能缺損評分 動物蘇醒后為第0 h，分別于第0、12、24、48、72 h采用Bederson法[6]對各組大鼠的神經功能缺損進行評分，具體內容如下。0分：未出現任何神經功能缺損癥狀；1分：提尾時病灶對側的肢體屈曲內收；2分：一側側推抵抗力下降，同時伴有提尾時病灶對側的肢體屈曲內收；3分：自由活動時向癱瘓側劃圈并伴有一側側推抵抗力下降；4分：意識喪失。

1.2.4 解剖、HE染色 于第72 h麻醉大鼠，經左心室依次灌注生理鹽水、4%多聚甲醛，切取以針孔為中心的腦組織，完整保留出血灶及其周圍，浸泡于4℃的4%多聚甲醛中固定24 h，逐級乙醇脫水、石蠟包埋、切片，再HE染色，觀察血腫周圍的炎性侵潤情況。

1.2.5 免疫組化免疫組化 取上述包埋好的石蠟，4 μm連續切片作TLR4、IL-1β、TNF-α細胞免疫組化染色，按免疫組化SP法試劑盒說明書操作，陰性對照用PBS代替一抗。在光鏡下進行觀察，細胞質或細胞核出現棕黃色顆粒者為陽性細胞。每只大鼠的腦組織各取3張切片，每張切片選取互不重復的5個視野（×200倍），采用Image-proplus 6.0軟件測定每個視野的積分光密度值（IOD）和陽性面積（area），計算平均積分光密度（IOD/area）。

1.3 統計學處理

采用SPSS 13.0統計學軟件對數據進行分析，計量資料以x±s表示，采用t檢驗，多組間均數比較采用單因素方差分析，其中方差齊時采用SNK檢驗，方差不齊時采用Games-Howell檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組不同時間神經功能缺損評分的比較

造模后對各組不同時間段的神經功能缺損進行評分，正常組無神經功能缺損癥狀，模型組、靜脈組和側腦室組則出現明顯的神經功能缺損癥狀，其中模型組在第48小時的評分最高，靜脈組和側腦室組在第24小時的評分最高。側腦室組第24、48、72小時的評分顯著低于模型組相同時間段的評分，差異有統計學意義（P<0.05）。側腦室組第72小時的評分顯著低于靜脈組，差異有統計學意義（P<0.05）。靜脈組第48、72小時的評分顯著低于模型組，差異有統計學意義（P<0.05）（表1）。

2.2 各組HE染色結果的比較

各組的HE病理染色顯示，模型組、靜脈組和側腦室組血腫周圍均有不同程度的炎性細胞浸潤及組織缺損，正常組無異常表現，模型組炎性侵潤最重，側腦室組炎性細胞浸潤較靜脈組輕（圖1）。

2.3 各組TLR4、TNF-α和IL-1β平均積分光密度值表達的比較

模型組、靜脈組和側腦室組的TLR4、IL-1β和TNF-α平均積分光密度值顯著高于正常組，差異有統計學意義（P<0.05）。靜脈組和側腦室組的TLR4、IL-1β和TNF-α平均積分光密度值顯著低于模型組，差異有統計學意義（P<0.05）。側腦室組的TLR4和TNF-α平均積分光密度值均顯著低于靜脈組，差異有統計學意義（P<0.05）（表2，圖2）。

3 討論

血-腦脊液屏障對維持中樞神經系統正常生理狀態具有重要的生物學意義[7]，但在腦損傷時，其也限制了藥物的使用。目前的研究顯示，在腦血管疾病錐顱血腫腔引流的同時給予側腦室用藥能明顯改善神經功能癥狀[5]。臨床研究顯示，中藥復方制劑醒腦靜注射液對ICH具有良好的治療作用[8]。藥理學研究顯示，該藥具有除腦水腫、降低顱內壓、改善大腦血氧供應、調節能量代謝、清除自由基反應及促進腦細胞康復等作用[9]，但是關于其側腦室給藥能否改善ICH神經功能缺損癥狀的研究相對缺乏。

大量的實驗研究及臨床觀察顯示，ICH發病后各種繼發因素所致的腦水腫、出血灶周圍炎癥損害是導致腦組織損傷的主要病理機制[10]。通過干預炎性細胞因子的表達，能夠在很大程度上促進ICH患者的病情康復，改善其預后[11]。本研究采用側腦室注射醒腦靜，觀測其對ICH的保護作用。HE染色顯示，側腦室組血腫周圍的炎性侵潤較靜脈組明顯減少；神經功能缺損評分顯示，通過側腦室注射醒腦靜能明顯改善大鼠的神經功能缺損癥狀，提示醒腦靜能有效抑制急性ICH所誘發的炎癥反應，而側腦室注射醒腦靜能更有效地促進神經功能康復。

本研究結果顯示，醒腦靜干預能夠明顯減少TLR4的表達。此外，與靜脈給藥相比，側腦室給藥能夠更有效地減少TLR4的表達。在炎性調控過程中，TLR4是胞內信號轉導通路中最重要的上游調節靶點[12]，參與調控炎癥反應和細胞凋亡等重要的病理生理過程[13]。大量實驗研究顯示，TLR4信號途徑主要集中激活NF-κB，進而啟動和放大炎癥反應，導致多種炎癥因子的瀑布式釋放，最終產生損傷效應[14]。

ICH血腫周圍的TNF-α和IL-1β是引起炎癥反應的主要因子[15]。本研究免疫組化結果顯示，側腦室組血腫的TNF-α和IL-1β陽性細胞浸潤較靜脈組少，提示醒腦靜側腦室用藥能夠明顯抑制TNF-α和IL-1β的表達。研究顯示，TNF-α是ICH血腫周圍大量表達的多效促炎因子，其在觸發炎癥反應及神經損傷中處于中心地位[16]，具有明顯的神經毒性和加速細胞死亡作用[17]，能使血腫周圍的炎癥反應不斷加劇，同時也能夠破壞血-腦脊液屏障的完整性，使其通透性增加，進而導致腦水腫和腦細胞損害[18]。在ICH病理過程中，IL-1β能夠激活血液中的白細胞[19]，使其經過一系列復雜的機制穿過血管內皮細胞游離至出血灶內及其周圍，通過釋放血栓烷素和內皮素等有毒物質加重血腫周圍的繼發性損害[20]。本研究結果顯示，在大鼠ICH高峰期，醒腦靜側腦室用藥能夠明顯減少TLR4、IL-1β、TNF-α炎性因子的表達，從而改善ICH后大鼠的神經功能，而IL-1β、TNF-α是TLR4下游調節因子[8]，由此推斷醒腦靜能通過調節TLR4炎性調節通路介導抑制ICH后的炎癥反應。

綜上所述，醒腦靜能夠抑制炎性因子的表達，促進ICH神經功能康復，而醒腦靜側腦室用藥更能夠明顯地抑制CNS炎性浸潤和血腫周圍嚴重的炎性損傷，提示醒腦靜側腦室用藥是促進ICH神經功能康復的有效用藥途徑，可能成為治療ICH的新方法。由于ICH發病機制復雜及炎癥反應的連鎖效應，因此今后還需深入研究醒腦靜側腦室用藥對CNS炎癥反應的影響，以便為臨床治療ICH提供更有效的理論依據。

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（收稿日期：2015-05-08 本文編輯：祁海文）