原花青素對大鼠局灶性腦缺血損傷的腦組織TNF-α和HSP70含量的影響

徐東升，　閔鶴鳴，　包翠芬，　賈玉潔，　程　雪，　閔連秋，　胡玲玲

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原花青素對大鼠局灶性腦缺血損傷的腦組織TNF-α和HSP70含量的影響

徐東升1，閔鶴鳴2，包翠芬2，賈玉潔3，程雪3，閔連秋3，胡玲玲1

目的探討原花青素(procyanidins，PC)對局灶性腦缺血大鼠細(xì)胞凋亡和鼠腦組織TNF-α、HSP70和含量的影響。方法選用健康SD大鼠30只，雌雄各半，隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組、PC50 mg/kg組、100 mg/kg組和200 mg/kg組,共5組。24 h后進(jìn)行神經(jīng)功能評分，并斷頭取腦，制備組織勻漿，檢測大鼠腦細(xì)胞凋亡率、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和熱休克蛋白70(HSP70)含量。結(jié)果模型組神經(jīng)功能評分和大鼠腦細(xì)胞凋亡率、TNF-α高于假手術(shù)組，差異有顯著性(P<0.05)；模型組大鼠腦組織HSP70含量低于假手術(shù)組，差異有顯著性(P<0.05)。PC 50 mg/kg組、100 mg/kg組和200 mg/kg組的神經(jīng)功能評分和大鼠腦細(xì)胞凋亡率、TNF-α低于模型組，差異有顯著性(P<0.05)；HSP70含量高于模型組，差異有顯著性(P<0.05)。結(jié)論P(yáng)C對缺血性腦損傷具有保護(hù)作用，其保護(hù)作用機(jī)制可能與其抑制鼠腦細(xì)胞凋亡，并抑制TNF-α的生成，增加HSP70的生成有關(guān)。

原花青素；腦缺血；腫瘤壞死因子-α；熱休克蛋白70；細(xì)胞凋亡

急性缺血性腦血管病目前對人類健康和生命已構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。腦急性缺血后可發(fā)生的繼發(fā)性腦損傷，導(dǎo)致患者病情不斷加重，并嚴(yán)重影響患者的預(yù)后。其中神經(jīng)細(xì)胞凋亡和過度的炎性損傷在急性缺血性腦損傷的一系列病理生理過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。尋找一種積極治療的手段，來抑制神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生凋亡及減輕炎性損傷，成為當(dāng)前治療急性缺血性卒中的重要途徑。原花青素(procyanidins，PC)廣泛存在于植物界，如山楂、葡萄、蘋果和紫薯等，是一類多酚類化合物。有研究表明，PC具有保護(hù)血管、改善循環(huán)、抑制基因突變的能力等[1～3]。PC是否具有抗炎、抑制細(xì)胞凋亡等能力，而發(fā)揮腦保護(hù)作用，有待深入研究，為新藥開發(fā)、服務(wù)臨床提供一定的理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1實(shí)驗(yàn)動物與分組健康SD大鼠30只，雌雄各半，由遼寧醫(yī)學(xué)院動物實(shí)驗(yàn)中心提供。隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組、PC50 mg/kg組、100 mg/kg組和200 mg/kg組,共5組，每組6只。

1.1.2藥品及試劑PC由天津尖峰天然產(chǎn)物研究開發(fā)有限公司提供，批號：6050804。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和熱休克蛋白70(HSP70)，均由南京建成生物工程研究所提供。

1.1.3儀器JY92-Ⅱ超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，上海新芝生物技術(shù)研究所；TGLL-18臺式高速冷凍離心機(jī)，太倉市醫(yī)療器械廠；DY89-Ⅰ電動玻璃勻漿機(jī)，寧波新芝科研研究所；721分光光度計(jì)，上海第三儀器廠；SHZ-88水浴恒溫振蕩器，江蘇金壇醫(yī)療儀器廠；流式細(xì)胞儀，Beckmandickinson公司。

1.2方法

1.2.1給藥PC粉劑用蒸溜水制成懸浮液，術(shù)前2 w灌胃，每天一次，并于術(shù)前1 h再次灌胃可一次。

1.2.2大鼠局灶性腦缺血模型的制備以線栓法制作大鼠的大腦中動脈栓塞(MCAO)模型[4]。大鼠手術(shù)前應(yīng)禁食12 h，取10%水合氯醛(3.5 ml/100 g體重)，行大鼠腹腔內(nèi)注射麻醉劑，固定大鼠于手術(shù)臺，備皮，常規(guī)皮膚消毒，行頸部正中切口，然后鈍性分離皮下組織，在手術(shù)顯微鏡下逐漸暴露并分離右側(cè)頸總動脈(common carotid artery，CCA)主干及其分叉、頸外動脈(external carotid artery，ECA)、頸內(nèi)動脈(internal carotid artery，ICA)，結(jié)扎并分離頸外動脈。并使用微動脈夾先暫時夾閉CCA主干近端及ICA遠(yuǎn)端，在頸內(nèi)動脈近端處備線，在ECA近CCA分叉處約3～5 mm處剪一小口，將頭端燒成光杵狀的國產(chǎn)尼龍繩(直徑0.235 mm，長6 cm)插入，然后將栓線輕輕插入，輕推入尼龍線尾端經(jīng)ICA處入顱，若阻力感比較明顯時則停止插入，以頸總動脈分叉處計(jì)算進(jìn)線深度為(18±5)mm，此時栓線已準(zhǔn)確到達(dá)大腦前動脈的起始段，栓線將成功阻斷進(jìn)入大腦中動脈的血流，引起大鼠局灶性腦缺血改變；并結(jié)扎ICA備線，取下微動脈夾；予消毒棉球常規(guī)清潔手術(shù)視野，逐層予以縫合；予青霉素鈉鹽40000 U腹腔內(nèi)注射，以預(yù)防術(shù)后繼發(fā)感染。模型成功的標(biāo)志是大鼠即刻出現(xiàn)右側(cè)horner征及對側(cè)以前肢為主的癱瘓，神經(jīng)行為學(xué)評分在1～3分[4]。若大鼠無神經(jīng)功能缺損癥狀則為0分；提尾向下，不能完全伸展癱瘓側(cè)前爪為1分；行走時向患側(cè)轉(zhuǎn)圈為2分；行走時易向患側(cè)傾倒，行走困難為3分；不能自發(fā)行走且伴有意識水平下降為4分；如發(fā)生大鼠死亡為5分。假手術(shù)組除不插線栓外，其他步驟同上。

1.2.3神經(jīng)行為學(xué)評分采用Zea Longa 6級5分制評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)評估[4]。

1.2.4流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡率造模成功以后，共5組，每組取6只大鼠，予10%的水合氯醛(3.5 ml/100 g體重)劑量行腹腔內(nèi)注射麻醉大鼠，約5 min后大鼠充分麻醉，立即予斷頭取腦，在冰上(0 ℃～4 ℃條件下)切割腦塊，取右側(cè)少量海馬組織,將缺血側(cè)腦塊在含有PBS液中研磨，研磨后組織放入離心機(jī)中離心10 min，取沉淀用PBS稀釋為10 ml，反復(fù)吹打30次，沉淀5 min，取上清1 ml，經(jīng)400目尼龍網(wǎng)過濾兩次，制成單細(xì)胞懸液，1000 r/min離心10 min，取沉淀調(diào)細(xì)胞濃度為2×105/ml，取1 ml細(xì)胞懸液加入RNAse(1 mg/ml)37 ℃水浴箱中孵育30 min，再次離心10 min后將沉淀溶于0.4 ml PBS中，在4 ℃通光條件下進(jìn)行DNA染色30 min。應(yīng)用流式細(xì)胞儀離子激發(fā)光波長488 nm，選定每樣本計(jì)數(shù)10000個細(xì)胞，將所測數(shù)據(jù)和圖像輸入BDISCONSORT30計(jì)算機(jī)，應(yīng)用相應(yīng)程序軟件進(jìn)行資料處理，計(jì)算凋亡率。

1.2.5大鼠予10%的水合氯醛麻醉，約5 min后大鼠充分麻醉，予斷頭處死后，迅速在冰上分離栓塞缺血同側(cè)海馬組織。經(jīng)過充分勻漿處理后，以4 ℃環(huán)境下，15000 r/min速度離心30 min后，取出上清液，采用ELISA法，嚴(yán)格按照測定試劑盒說明書要求進(jìn)行操作，測定海馬組織TNF-α和HSP70的含量。

2　結(jié)　果

2.1不同劑量PC對局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)功能評分的影響假手術(shù)組與模型組的神經(jīng)功能評分比較，有明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表示造模成功。PC50 mg/kg、100 mg/kg 和200 mg/kg劑量組的神經(jīng)功能評分，與模型組的評分比較，有明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC50 mg/kg組比較，PC100 mg/kg 和200 mg/kg劑量組的神經(jīng)功能評分明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC100 mg/kg組比較，PC200 mg/kg劑量組的神經(jīng)功能評分明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見表1)。

2.2不同劑量PC對局灶性腦缺血大鼠海馬組織凋亡率的影響假手術(shù)組與模型組的大鼠海馬組織凋亡率比較，有明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。PC50 mg/kg、100 mg/kg 和200 mg/kg劑量組的海馬組織凋亡率，與模型組的海馬組織凋亡率比較，有明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC50 mg/kg組比較，PC100 mg/kg和200 mg/kg劑量組的海馬組織凋亡率明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC100 mg/kg組比較，PC 200 mg/kg劑量組的海馬組織凋亡率明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見表1)。

2.3不同劑量PC對局灶性腦缺血大鼠海馬組織TNF-α和HSP70的含量影響可以發(fā)現(xiàn)假手術(shù)組與模型組的TNF-α含量比較，有明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。PC50 mg/kg、100 mg/kg 和200 mg/kg劑量組的TNF-α含量，與模型組的TNF-α含量比較，有明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC50 mg/kg組比較，PC100 mg/kg和200 mg/kg劑量組的TNF-α含量明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC100 mg/kg組TNF-α含量比較，PC200 mg/kg劑量組的TNF-α含量明顯降低，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。也可以發(fā)現(xiàn)假手術(shù)組與模型組的HSP70含量比較，有明顯升高，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。PC50 mg/kg、100 mg/kg和200 mg/kg劑量組的HSP70含量，與模型組的TNF-α含量比較，有明顯升高，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC50 mg/kg組比較，PC100 mg/kg 和200 mg/kg劑量組的HSP70含量明顯升高，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與PC100 mg/kg組HSP70含量比較，PC 200 mg/kg劑量組的TNF-α含量明顯升高，差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見表2)。

表1　各組大鼠經(jīng)功能評分和大鼠海馬組織凋亡率的變化

與假手術(shù)組比較*P<0.05；與模型組比較#P<0.05；與PC-1組比較ΔP<0.05；與PC-2組比較▽P<0.05

表2　各組大鼠海馬組織勻漿TNF-α和HSP70含量的變化

與假手術(shù)組比較*P<0.05；與模型組比較#P<0.05；與PC-1組比較ΔP<0.05；與PC-2組比較▽P<0.05

3　討　論

當(dāng)發(fā)生急性腦缺血事件后，神經(jīng)細(xì)胞可發(fā)生一系列的損傷過程，包括谷氨酸毒性反應(yīng)、腦細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、自由基損傷、神經(jīng)細(xì)胞能量代謝障礙等，又稱為缺血級聯(lián)反應(yīng)，最終將導(dǎo)致神經(jīng)元發(fā)生不可逆的損傷[5]。其中TNF-α是一種膜蛋白結(jié)構(gòu)的活性物質(zhì)，可結(jié)合相應(yīng)的受體發(fā)揮一系列的生物效能作用。在發(fā)生急性腦缺血期間，機(jī)體可產(chǎn)生一些炎性介質(zhì)如TNF-α等，可加重神經(jīng)細(xì)胞損傷[6,7]。TNF-α還可以激活一些凋亡蛋白如caspase-3等，誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生凋亡[8,9]。在急性腦缺血損傷過程中，炎性物質(zhì)TNF-α可視為炎癥損傷反應(yīng)的一個重要標(biāo)志物[10]。而HSP70是機(jī)體處于某些急性應(yīng)激(如局灶性腦缺血、腦外傷等)狀態(tài)下，生成的一種的生物活性蛋白質(zhì)。其腦保護(hù)的機(jī)制可能為：(1)HSP70可高度維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，防止蛋白質(zhì)發(fā)生錯構(gòu)現(xiàn)象，及時除去衰老和變異的蛋白質(zhì)，維持腦細(xì)胞的完整性[11,12];(2)HSP70可及時清除機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的過多自由基，抑制炎癥介質(zhì)的釋放，減輕興奮性氨基酸對神經(jīng)細(xì)胞的損害;(3)HSP70有抗神經(jīng)細(xì)胞的凋亡作用，如增加bcl-2的表達(dá)，減少caspase-3或caspase-9的表達(dá)；阻制c-Jun端信號通路傳導(dǎo)[13,14];(4)通過穩(wěn)定溶酶體的質(zhì)膜，對神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)作用[15]。

腦缺血后神經(jīng)元可發(fā)生死亡，可有壞死和凋亡等兩種主要形式。而神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，是腦缺血性損傷后的神經(jīng)元發(fā)生死亡的重要形式[16]。流式細(xì)胞術(shù)(FCM)應(yīng)用一種或多種分析手段，檢測細(xì)胞發(fā)生凋亡時在細(xì)胞生化、物質(zhì)代謝及分子水平等一系列的表現(xiàn)，對待檢的凋亡細(xì)胞進(jìn)行精確、快速、全面的定量分析，以此闡明不同細(xì)胞周期與細(xì)胞凋亡間復(fù)雜的關(guān)系。

PC是由一定數(shù)量的表兒茶素或兒茶素聚合而成，最簡單的是二聚體，還有三聚體、四聚體等結(jié)構(gòu)，直至十聚體。有研究表明，PC具有確切的腦保護(hù)作用，主要由以下機(jī)制發(fā)揮作用：有很強(qiáng)的清除炎癥介質(zhì)的作用；能清除氧自由基等有害物質(zhì)，防止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)；具有保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的作用[17～20]；通過抑制caspase-3和(或)增加bcl-2的表達(dá)，起到抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡作用等[21]。本研究結(jié)果顯示,缺血對照組神經(jīng)功能評分、腦組織凋亡率、TNF-α顯著高于假手術(shù)組，而HSP70顯著低于假手術(shù)組。經(jīng)PC治療后,PC劑量組神經(jīng)功能評分、腦組織凋亡率、TNF-α顯著低于缺血對照組，而HSP70顯著高于缺血對照組。這表明PC可以在一定程度上下調(diào)缺血誘導(dǎo)的TNF-α的表達(dá)、上調(diào)HSP70的表達(dá)，并抑制神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生凋亡，但其作用的詳細(xì)機(jī)制不甚明了，有待進(jìn)一步研究。推測PC可能通過抑制促凋亡基因表達(dá)和(或)促進(jìn)抑制凋亡基因表達(dá)，起到抗腦細(xì)胞凋亡的作用；通過間接或直接途徑抑制TNF-α等炎癥物質(zhì)的生成，起到抗炎作用；通過間接或直接途徑促進(jìn)HSP70的大量表達(dá)，起到腦保護(hù)的作用。另外，本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)PC具有劑量依賴性，即PC的劑量越高，腦保護(hù)的作用越強(qiáng)。

總之，PC具有較強(qiáng)的腦保護(hù)作用，可能與抑制TNF-α生成、促進(jìn)HSP70表達(dá)等機(jī)制有關(guān)。

這就可能為腦梗死患者的嚴(yán)峻的防治工作提供新的希望，并希望能研制成新型藥物進(jìn)入臨床，成為的治療腦梗死的亮點(diǎn)。

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Effect of procyanidins on TNF-α and HSP70 in cerebral tissue of rats with focal cerebral ischemia injury

XUDongsheng,MINHeming,BAOCuifen,etal.

(DepartmentofNeurology,ThirdAffiliatedHospitalofNantongUniversity,theThirdPeople’sHospitalofWuxicity,Wuxi214041,China)

ObjectiveTo observe the effect of procyanidins on neural cell apoptosis and the content of TNF-α,HSP70 in rat with focal cerebral ischemia.Methods30 healthy SD rats,half male and half female,were randomly divided into the sham-operative group,focal cerebral ischemia model group and procyanidins group that was subdivided into 3 groups with 50 mg/kg、100 mg/kg and 200 mg/kg procyanidins respectively.The neurological deficit score of rats was assessed and rat brain cell apoptosis rate,the content of TNF-α and HSP70 in brain tissue were measured 24 h after focal cerebral ischemia.ResultsThe neurological deficit score of sham-operative group was better than that of model group,the percentage of apopotisis cells and the content of TNF-α were lower in sham-operative group than in model group,the content of HSP70 was higher in sham-operative group than that of model group (P<0.05).The neurological deficit score were better in these procyanidins preconditioning group with 50 mg/kg,100 mg/kg and 200 mg/kg than that of model group(P<0.05).The percentage of apopotisis cells and the content of TNF-α were lower in these procyanidins preconditioning group with 50 mg/kg,100 mg/kg and 200 mg/kg than in model group,the content of HSP70 were higher in these procyanidins preconditioning group than that of model group(P<0.05).ConclusionsProcyanidins that has been given prior to the focal cerebral ischemia plays a neuroprotect role by decreasing the content of TNF-α and apopotisis,increasing the content of HSP70.

Procyanidins;Focal cerebral ischemia;Tumor necrosis factor-α;HSP70；Apopotisis

1003-2754(2016)08-0699-04

2016-04-13；

2016-08-02

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.81202783)；遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.20092192)

(南通大學(xué)附屬第三醫(yī)院，無錫市第三人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江蘇 無錫 214041；2.遼寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室，遼寧 錦州 121001；3.遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，遼寧 錦州 12100)

閔連秋，E-mail：minlianqiu@163.com

R743.33

A