AMD3100在大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷超早期中的抗炎作用

袁淑繪+王聰聰+劉曉偉+宿振國

【摘要】 目的：探討AMD3100在大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷超早期的抗炎作用。方法：將雄性SD大鼠隨機分為AMD3100處理組（AMD3100組）、溶劑對照組（PBS組）、假手術組，AMD3100組于再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）后給予AMD3100 PBS溶液腹腔注射，假手術組與PBS組于I/R后給予PBS溶液腹腔注射；各組線栓法復制120 min SD大鼠局灶性腦缺血模型，于I/R 24 h后使用ELISA法檢測各組缺血區炎癥因子IL-10、TNF-α、IL-1β含量。結果：AMD3100組較PBS組IL-10含量高，TNF-α、IL-1β含量低（P<0.05）。結論：AMD3100能夠通過抗炎作用對大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷起保護作用。

【關鍵詞】 AMD3100； 短暫性局灶性缺血性腦損傷； IL-10； IL-1β； TNF-α

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.17.081 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805（2017）17-0154-03

The Anti-inflammatory Effect of AMD3100 on the Ultra-early Time of Transient Focal Brain Ischemic Injury in Rats/YUAN Shu-hui，WANG Cong-cong，LIU Xiao-wei，et al.//Chinese and Foreign Medical Research，2017，15（17）：154-156

【Abstract】 Objective：To explore the anti-inflammatory effect of AMD3100 on the ultra-early time of transient focal brain ischemic injury in rats.Method：Male SD rats were randomly divided into the AMD3100 group，Vehicle group（PBS group） and Sham group，AMD3100 group was given intraperitoneal injection of AMD3100 after ischemia-reperfusion（I/R），PDB group and Sham group were given of PBS after I/R.The transient focal brain ischemia model was induced by Zea-longa modified-suture middle cerebral artery occlusion（MCAO）.Inflammation factors IL-10，IL-1β，TNF-α were detected by using ELISA method.Result：The level of IL-10 was higher and the levels of IL-1β and TNF-α were lower in AMD 3100 group compared with the PBS group（P<0.05）.Conclusion：AMD3100 can improve the prognosis of cerebral ischemia by anti-inflammatory effect.

【Key words】 AMD3100； Transient focal ischemic brain injury； IL-10； IL-1β； TNF-α

First-authors address：Binzhou Medical University，Yantai 264003，China

缺血性卒中最重要的獨立危險因素是短暫性局灶性腦缺血[1]，有文獻[2]報道其后7 d內的腦梗死發生率可高達8%～10.5%，可導致嚴重的神經功能缺損甚至導致死亡。在短暫性局灶性腦缺血的發病過程中，在發病3～6 h（即超早期內）如果能夠進行積極治療，將可以大大降低后期發展為腦卒中風險[3]。前期筆者的研究“CXCLl2在大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷超早期中的作用”表明AMD3100對大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷具有保護作用[4]。本文將探討AMD3100對大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷的保護作用機制中的抗炎癥作用，其他機制將在后續的研究中進行。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組

清潔級成年SD雄性大鼠（200～220 g），購買于綠葉制藥集團（中國煙臺）。所有動物飼養在具有12/12 h，光照/黑暗循環（光8∶00-20∶00）的標準條件，食物和水充足。大鼠隨機（單純隨機抽樣法）分為AMD3100處理組（AMD3100組）、溶劑對照組（PBS組）、假手術組，每組各6只大鼠。除假手術組僅分離動脈外，其余兩組均行MCAO手術。假手術組與PBS組于再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）后腹腔注射PBS溶液，AMD3100組給予腹腔注射AMD3100 PBS溶液，AMD3100給藥濃度為5 mg/kg。

1.2 主要試劑與儀器

AMD3100（美國abcam公司）；IL-10、IL-1β、TNF-α、IL-6試劑盒（美國abcam公司）；722分光光度計（上海奧析科學儀器）；高速冷凍離心機（德國Eppendorf公司）。

1.3 模型制備

SD大鼠短暫性局灶性腦缺血模型制作采用Zea-longa改良線栓法，步驟如下：雄性SD大鼠給予腹腔注射濃度為300 mg/kg的水合氯醛，大鼠取仰臥位，行頸部正中切口然后分離右側頸外動脈（ECA）和頸總動脈（CCA）及頸內動脈（ICA），將ECA與CCA進行結扎，選擇合適動脈夾夾閉ICA遠心端，于CCA作斜形切口，將沾有肝素鈉（2.4×106U/L）的尼龍線栓插入CCA，松開動脈夾，線栓經CCA分叉處進入ICA，順ICA入腦至ACA，深度（18.5±0.5）mm，左側大腦中動脈實現阻塞，2 h后拔出線栓然后將切口縫好，大腦中動脈實現再灌注。實現再灌注后，各組立即給予腹腔注射相應溶液。手術過程嚴格遵循無菌操作原則，整個過程將大鼠體溫控制在37 ℃左右。使用Zea-longa建立的神經功能缺損程度的五級四分法對清醒大鼠的行為和神經癥狀進行評價，剔除不達標者。假手術組的線栓僅插入CCA，其余步驟同上。

1.4 ELIS檢測IL-10、IL-1β、TNF-α、IL-6的表達量

I/R 24 h后快速處死大鼠，在冰盤上分離右側腦組織，取右側大腦中動脈供血區域腦組織，距額葉前端3 mm和9 mm處進行冠狀切割，取中間6 mm厚的腦組織塊，再沿此腦塊矢狀縫左側旁開2 mm處，由上至下切下，右側部分即為右側MAC供血區。將腦組織與適量PBS混勻，用組織均漿器將腦組織研磨勻漿，組織勻漿于3000 r/min離心20 min，取上清液至新的EP管中，根據說明書制作標準曲線，設空白孔和待測樣本孔，然后每孔各加入40 μl的樣品稀釋液，待測樣品孔加入10 μl待測樣品，封板膜封板，37 ℃溫箱恒溫孵育30 min，洗液清洗5次，每次30 s，然后除空白孔外各孔均加入酶標試劑50 μl，37 ℃溫箱恒溫孵育30 min，洗液清洗5次，每次30 s。顯色：每孔加入顯色劑A和 B各50 μl，震蕩混勻，37 ℃恒溫避光顯色15 min。終止：每孔各加入終止液50 μl終止反應（此時藍色立轉黃色）。測定：以空白孔調零，選擇450 nm波長測量各孔的吸光度（OD值），根據標準曲線計算出各樣本孔的濃度，進行統計學分析。

1.5 統計學處理

數據采用SPSS 17.0統計軟件進行統計分析。計量資料以（x±s）表示，組間比較采用F檢驗，兩兩比較用LSD法進行，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

用ELIAS試劑盒檢測炎癥因子IL-10、TNF-α、IL-1β的變化，結果顯示：雖然各因子含量不同，但趨勢基本相同。抗炎因子IL-10的含量，AMD3100組較PBS組高；促炎癥因子TNF-α、IL-1β的含量，AMD3100組較PBS組低，見表1。

3 討論

本研究表明：大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷超早期應用AMD3100可以提高抗炎癥因子IL-10的含量，降低促炎癥因子IL-1β、TNF-α的含量。

AMD3100是CXCL12的受體拮抗劑，CXCL12是基質細胞衍生因子-1（stromal cell derived factor-1，SDF-1），又稱為前B細胞刺激因子（pre-B cell stimulatory factor，PBSF）。CXCL12有兩種受體，分別是CXCR4 和CXCR7，其中CXCR7的表達有利于細胞生長、存活及黏附，活化的CXCR4的表達則有利于細胞增殖和遷移，AMD3100是CXCR4的特異性阻斷劑[5]。趨化因子CXCL12及其CXCR4受體參與缺血再灌注后炎癥反應，誘導細胞遷徙和歸巢等生理病理過程，且與神經的產生、內分泌和變性等均有密切關系[6-8]。在缺血性腦卒中的不同時期CXCL12及其傳導通路具有加重損傷及促進功能重建的雙重作用[9]。筆者以往的研究結果表明在大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷超早期，CXCL12主要是起加重損傷的作用，及早在超早期內應用CXCL12受體拮抗劑AMD3100，其可抑制CXCL12的活性，進而降低短暫性局灶性腦缺血損傷，改善腦缺血的癥狀及其預后，促進大腦功能的恢復[4]。在腦卒中動物模型中，星形膠質細胞和內皮細胞的CXCLI2表達上調[10]，CXCLI2的上調與缺血損傷區域單核細胞浸潤有關，該研究提示CXCLI2參與卒中后的炎癥病理過程[8]。CXCL12通過參與炎癥反應可誘發及加重急性或延遲性細胞死亡，及早應用CXCL12受體拮抗劑AMD3100或許可阻斷CXCL12參與的炎癥反應，進而減輕腦損傷，這是筆者本次的研究內容。

筆者研究表明，超早期應用CXCL12受體拮抗劑AMD3100，能夠阻斷CXCL12參與的炎癥反應，進而起到抗炎作用，在缺血損傷超早期內應用AMD3100能夠使抗炎因子IL-10的含量增高，促炎癥因子TNF-α、IL-1β的含量降低。IL-10對腦缺血損傷具有保護作用，是抗炎癥因子，其保護作用機制可能是通過減少缺血后局部中性粒細胞浸潤，進而減少神經元的凋亡而實現[11]。在缺血損傷超早期內應用AMD3100能夠降低TNF-α的表達量，目前有研究表明TNF-α具有神經毒性，腦缺血損傷后TNF-α的含量增加[12]，TNF-α是促炎癥因子，腦缺血損傷后，TNF-α可以誘導IL-1β等多種細胞因子釋放，進一步加重炎性反應[13]，TNF-α還有一個重要作用就是可破壞血腦屏障導致外周白細胞浸潤，引起腦水腫使腦缺血損傷進一步加重[14]。超早期內應用AMD3100能夠降低IL-1β的表達量，IL-1β有加重腦損傷的作用，有研究表明IL-1β能夠增大腦缺血的梗死灶體積，使用IL-1β受體拮抗劑不僅能夠使腦缺血后梗死灶體積減小，而且使梗死灶周邊神經元的存活數目增多[15]，筆者研究結果表明AMD3100能夠減少IL-1β的含量，進而可減小梗死灶和減少神經元死亡數量，使腦缺血性損傷減輕。

綜上所述，本研究的結果提示，在超早期內應用AMD3100能通過抗炎癥作用使抗炎因子IL-10的含量增高；促炎癥因子TNF-α、IL-1β的含量降低，進而對大鼠短暫性局灶性腦缺血損傷起保護作用，但本研究僅討論了抗炎機制中IL-10、TNF-α、IL-1β炎癥因子的變化，而其他炎癥因子以及其他作用機制有待于進一步研究。

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