基于p63MAPK探究抵當(dāng)湯對(duì)急性出血性腦卒中大鼠凋亡相關(guān)基因Bax/Bcl-2/Caspase3表達(dá)的影響

肖瑤 任吉祥 馮麗娜 蘭天野 黎明全

(長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué) 1中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130117；2附屬醫(yī)院；3中醫(yī)學(xué)院)

腦卒中是急性腦循環(huán)障礙致局灶性或彌漫性腦功能缺損。根據(jù)不同病理性質(zhì)可分缺血性及出血性兩大類，出血性腦卒中主要包括腦出血(ICH)和蛛網(wǎng)膜下腔出血。腦卒中是僅次于惡性腫瘤之后第二城鄉(xiāng)居民死亡的病因，ICH是第二大腦卒中類型，約占所有腦卒中的15%，世界范圍內(nèi)ICH發(fā)病率約為25%，亞洲為50%。出血性腦卒中因其起病急、病情重、致死率高、致殘明顯、嚴(yán)重威脅著人類健康，給患者帶來沉重的家庭經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)及心理負(fù)擔(dān)，尤其對(duì)老年人更為兇險(xiǎn)〔1〕。目前，大部分患者會(huì)接受外科手術(shù)治療，老年患者多接受內(nèi)科治療，如控制血壓、降低顱內(nèi)壓、減輕水腫等。因老年患者依從性較差，病程長(zhǎng)，藥物安全性較差，往往臨床效果不盡如人意〔2〕。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為“腦卒中”是指一切中于風(fēng)邪突然而來的疾病，在金元以后,對(duì)于腦卒中多認(rèn)為是因“內(nèi)風(fēng)”而引起〔3〕。現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)者多認(rèn)為出血性腦卒中的病機(jī)是肝腎陰虛、肝陽失斂、陽熱化風(fēng)攜痰火上犯腦脈，導(dǎo)致出血性腦卒中〔4〕。已故國(guó)醫(yī)大師任繼學(xué)教授為我國(guó)當(dāng)代極富盛名的中醫(yī)學(xué)者，在中醫(yī)腦病尤其急癥方面具有卓越貢獻(xiàn)。任教授提出用“破血逐瘀法”治療出血性腦卒中，臨床療效顯著。而抵當(dāng)湯為破血逐瘀法的代表方劑，出自《傷寒論》，原治療下焦蓄血，具有活血化瘀、瀉下通腑之功效〔5〕。本實(shí)驗(yàn)選取破血逐瘀法代表方劑抵當(dāng)湯治療急性ICH模型大鼠，為其治療提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)藥物 抵當(dāng)湯組成：水蛭、虻蟲、桃仁、大黃，購(gòu)于長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院藥劑科。按傳統(tǒng)工藝制備水煎劑，水煎液在減壓條件下濃縮至1 g/ml，4℃條件下保存。全煎煮過程由長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)藥物中醫(yī)藥研究中心負(fù)責(zé)。

1.2造模及分組 90只清潔級(jí)Wistar大鼠(半雌半雄)，6周齡，體重180～220 g，購(gòu)于長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司。適應(yīng)性飼養(yǎng)1 w，自由飲食。模型構(gòu)建：根據(jù)文獻(xiàn)資料，復(fù)制大鼠ICH模型〔6,7〕，模型組、抵當(dāng)湯低、中、高劑量組大鼠腹腔注射垂體后葉注射液2 U/kg，1次/d。2 w后，用改良Nath法復(fù)制ICH模型。10%水合氯醛腹腔麻醉后，仰臥固定于鼠板，右側(cè)腹股溝區(qū)備皮并消毒。分離并暴露出股動(dòng)脈，在遠(yuǎn)心端處結(jié)扎，用肝素沖洗過的微量進(jìn)樣器抽取股動(dòng)脈血50 μl后結(jié)扎并縫合。腦立體定位儀上大鼠俯臥位固定好后，頭部備皮并消毒，沿中線切開并暴露前囟。根據(jù)腦立體定位圖譜〔8〕進(jìn)行右側(cè)尾狀核定位后緩慢注血50 μl并留針5 min，縫合頭皮，涂抹青霉素粉以防止術(shù)后感染。假手術(shù)組按上述方法操作，但不注入自體血。以Longa評(píng)分法〔9〕進(jìn)行評(píng)價(jià)：0分：無神經(jīng)系統(tǒng)功能缺損；1分：左前側(cè)肢體不能充分伸展；2分:行走時(shí)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)圈；3分：行走時(shí)，出現(xiàn)向患側(cè)傾斜；4分：無法獨(dú)立行走，失去意識(shí)。2～3分的大鼠為造模成功，納入實(shí)驗(yàn)。造模成功后(除假手術(shù)組18只)將其余72只SD大鼠隨機(jī)分為:模型組、抵當(dāng)湯低、中、高劑量組，每組18只。

1.3干預(yù)及標(biāo)本采集 按照抵當(dāng)湯低劑量組：0.13 g/100 g體重；抵當(dāng)湯中劑量組：0.26 g/100 g體重；抵當(dāng)湯高劑量組：0.52 g/100 g體重，湯藥灌胃，1次/d。假手術(shù)組及模型組按1 mg/100 g體重，生理鹽水灌胃，1次/d。抵當(dāng)湯各劑量組、假手術(shù)組及模型組分別灌胃1 d、3 d、7 d后，處死各組所有大鼠，分離海馬，取患側(cè)大腦皮層。

1.4研究?jī)?nèi)容 ①大鼠神經(jīng)功能評(píng)分：采用Garcia評(píng)分法〔10〕進(jìn)行評(píng)價(jià)；②大鼠腦組織切片蘇木素-伊紅(HE)染色：取治療3 d后的各組大鼠斷頭，沿針孔/冠狀位切取厚為3 mm腦組織后在固定液中保存,在生理鹽水中充分漂洗,在10%甲醛中固定24 h,梯度酒精脫水，并制作病理組織切片,HE染色。光學(xué)顯微鏡下觀察腦組織病變及神經(jīng)元修復(fù)。③蛋白樣品的制備及重復(fù)性檢驗(yàn)：取PMSF+RIPA裂解液與腦組織碎片混勻，低溫勻漿、冰上裂解后，離心，提取上清液同時(shí)棄沉淀，收集細(xì)胞，并將上清分裝于0.5 ml離心管，-80℃保存。重復(fù)性檢驗(yàn)：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)學(xué)方法評(píng)估蛋白定量重復(fù)性是否符合生物重復(fù)統(tǒng)計(jì)學(xué)一致性。④差異蛋白界定及注釋與差異表達(dá)蛋白功能富集分析：以1.2倍為差異表達(dá)變化閾值，以統(tǒng)計(jì)學(xué)t檢驗(yàn)確定在各比較組中蛋白上調(diào)和下調(diào)個(gè)數(shù)；并從基因本論(簡(jiǎn)稱GO)、KEGG通路進(jìn)行了詳細(xì)的蛋白注釋，并對(duì)差異蛋白的功能進(jìn)行GO二級(jí)注釋分類，根據(jù)差異表達(dá)蛋白，進(jìn)一步進(jìn)行GO分類，以發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)蛋白在某些功能類型具有顯著性富集趨勢(shì)。⑤RT-PCR 定量技術(shù)檢測(cè)腦組織B淋巴細(xì)胞瘤(Bcl)-2、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)3 mRNA的表達(dá)水平：取灌胃3 d后各組大鼠腦組織，提取總RNA，并測(cè)定RNA的純度和含量以備后續(xù)實(shí)驗(yàn)。用cDNA第一鏈合成試劑盒合成cDNA。以GAPDH為內(nèi)參，用2-ΔΔCt方法分析相關(guān)基因的表達(dá)水平。引物：Bcl-2正向序列：GGTCCCGAAGTAGGAAAGGA，反向序列：GGTCCCGAAGTAGGAAAGGA；Bax正向序列：GGTCCCGAAGTAGGAAAGGA，反向序列：GGTCCCGAAGTAGGAAAGGA；Caspase3正向序列：CGGAGCTTGGAACGCGA，反向序列：ACACAAGCCCATTTCAGGGTA；GADPH正向序列：ACCACAGTCCATGCCATCAC，反向序列：TCCACCACCCTGTTGCTGTA。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS23.0軟件進(jìn)行主差分析、t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1各組神經(jīng)功能缺損評(píng)分比較 假手術(shù)組無神經(jīng)功能缺損表現(xiàn)，而模型組有偏癱、追尾征等行為學(xué)改變。灌胃1 d、3 d、7 d抵當(dāng)湯高劑量組神經(jīng)功能缺損評(píng)分明顯高于模型組，且7 d>3 d>1 d神經(jīng)功能缺損評(píng)分，1 d、3 d抵當(dāng)湯高劑量組神經(jīng)功能缺損評(píng)分明顯高于抵當(dāng)湯低劑量組(P<0.05)，3 d、7 d抵當(dāng)湯中劑量組神經(jīng)功能缺損評(píng)分明顯高于模型組，且7 d>3 d神經(jīng)功能缺損評(píng)分(均P<0.05)；7 d抵當(dāng)湯低劑量組神經(jīng)功能缺損評(píng)分明顯高于模型組(P<0.05)。見表1。

表1 各組灌胃不同時(shí)間神經(jīng)功能缺損評(píng)分比較分，n=18)

2.2各組腦組織病理學(xué)觀察 假手術(shù)組神經(jīng)細(xì)胞排列較規(guī)整，細(xì)胞大小一致。模型組可見出血灶，伴炎細(xì)胞浸潤(rùn)，周圍可見壞死的神經(jīng)細(xì)胞和彌漫性增生的膠質(zhì)細(xì)胞，且神經(jīng)細(xì)胞排列散亂、細(xì)胞間隙增大，神經(jīng)細(xì)胞胞體收縮。抵當(dāng)湯低、中、高劑量組也可見出血灶，周圍伴神經(jīng)細(xì)胞壞死及炎癥反應(yīng)，但周邊大部分神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)尚完整，與模型組比較，抵當(dāng)湯低、中、高劑量組出血有所減少，神經(jīng)細(xì)胞排列間隙減小，整體細(xì)胞排列較為整齊。見圖1。

圖1 各組腦組織病理學(xué)觀察(HE，×400)

2.3重復(fù)性檢驗(yàn) 采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，評(píng)估蛋白定量重復(fù)性符合生物重復(fù)統(tǒng)計(jì)學(xué)一致性。見圖2。

A～I(xiàn)：1 d假手術(shù)組、1 d抵當(dāng)湯高劑量組、1 d模型組、3 d假手術(shù)組、3 d抵當(dāng)湯高劑量組、3 d模型組、7 d模型組、7抵當(dāng)湯高劑量組、7 d模型組圖2 重復(fù)樣本間蛋白定量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分布箱線圖

2.4不同比較組差異蛋白功能富集分析 1 d抵當(dāng)湯高劑量組/1 d模型組中刺激應(yīng)答差異蛋白個(gè)數(shù)為22個(gè)(11%)；在1 d模型組/1 d假手術(shù)組中刺激應(yīng)答差異蛋白個(gè)數(shù)為112個(gè)(10%)；在3 d抵當(dāng)湯高劑量組/3 d模型組中刺激應(yīng)答差異蛋白個(gè)數(shù)為27個(gè)(8%)；在3 d模型組/3 d假手術(shù)組中刺激應(yīng)答差異蛋白個(gè)數(shù)為51個(gè)(10%)，見圖3。其中1 d模型組/1 d假手術(shù)組刺激應(yīng)答蛋白p63 MAPK上調(diào)1.286倍(P<0.05)，1 d治療高劑量組/1 d模型組中p63MAPK下調(diào)0.708倍(P<0.05)；3 d模型組/3 d假手術(shù)組p63MAPK上調(diào)1.357倍(P<0.05)；3 d抵當(dāng)湯高劑量組/3 d模型組p63MAPK下調(diào)0.642倍(P<0.05)。見圖3。

A～D：3 d抵當(dāng)湯高劑量組/3 d模型組、3 d模型組/3 d假手術(shù)組、1 d抵當(dāng)湯高劑量組/1 d模型組、1 d模型組/1 d假手術(shù)組圖3 各比較組GO二級(jí)注釋BP(生物過程)差異蛋白分布

2.5各組腦組織Bcl-2、Bax、Caspase3 mRNA表達(dá)水平比較 與假手術(shù)組比較，模型組Bcl-2 mRNA表達(dá)量明顯降低(P<0.05)；各治療組與模型組比較，Bcl-2 mRNA表達(dá)量均明顯升高(均P<0.05)，其中以抵當(dāng)湯高劑量組表達(dá)升高最為明顯。與假手術(shù)組比較，模型組Bax、Caspase3 mRNA表達(dá)量均明顯升高(P<0.05，P<0.01)；各治療組與模型組比較Bax、Caspase3 mRNA表達(dá)量均明顯降低(P<0.05，P<0.01)，以高劑量組表達(dá)降低最為明顯。見表2。

表2 各組腦組織Bcl-2、Bax和Caspase3 mRNA表達(dá)水平比較

3 討 論

急性ICH是主要的非創(chuàng)傷性腦損傷，并劃分為原發(fā)性腦損傷和繼發(fā)性腦損傷。ICH起病急、病程短，患者常突然出現(xiàn)眩暈、嘔吐、頭痛、意識(shí)障礙等〔11〕。西醫(yī)學(xué)對(duì)急性ICH常采用外科手術(shù)治療，對(duì)待老年人則采取內(nèi)科保守治療，但臨床效果不甚理想〔2〕。因此對(duì)于治療此種疾病，探尋安全性較高的藥物日趨急迫。

祖國(guó)醫(yī)學(xué)對(duì)急性ICH的認(rèn)識(shí)歷史悠遠(yuǎn)，《內(nèi)經(jīng)》中最早將腦卒中記載 “偏枯”“偏風(fēng)”等，漢代張仲景首次提出“中風(fēng)”病名〔12〕，金代劉完素首提 “中風(fēng)先兆”，并提出“中風(fēng)者，有先兆之征，凡人覺大拇指及次指麻木不仁，或手足不用，或肌肉蠕動(dòng)者，3年內(nèi)必有大風(fēng)至”。認(rèn)為腦卒中的發(fā)病機(jī)制為氣血陰陽失調(diào)，痰濕內(nèi)盛于內(nèi)，肝陽上亢，陽動(dòng)化熱，肝風(fēng)攜痰上犯腦脈，破血妄行發(fā)病〔13〕。研究認(rèn)為熱、痰、瘀三者既是病因亦為病理產(chǎn)物，伺機(jī)發(fā)病。故提出用“破血化瘀、瀉熱醒神、化痰開竅”的方法治療出血性腦卒中〔14,15〕。抵當(dāng)湯為“破血化瘀”之代表方劑，首見于《傷寒論》，由大黃、桃仁、水蛭、虻蟲四味藥組成，其臨床治療效果顯著，但機(jī)制仍不明確。

p63MAPK蛋白為MAPK蛋白家族中p53一員，于1998年被發(fā)現(xiàn)，大量研究表明p63介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在細(xì)胞增殖、凋亡、分化和黏附遷移方面有調(diào)控作用〔16～18〕。p63可形成寡聚體，結(jié)合DNA，反激活p53響應(yīng)基因并介導(dǎo)細(xì)胞周期停滯，細(xì)胞衰老和細(xì)胞凋亡(響應(yīng)DNA損傷)〔19〕。同時(shí)p53能通過激活促凋亡因子，同時(shí)抑制抗凋亡因子以使線粒體通透并參與凋亡程序〔20,21〕。p63由于存在啟動(dòng)子和選擇性剪切的不同，可產(chǎn)生兩大類蛋白異構(gòu)體：一類由P1啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，生成具有反式激活、氨基酸全長(zhǎng)的TAp63,其功能類似于p53，顯示出明確的促凋亡活性，能夠調(diào)節(jié)p53下游靶基因的表達(dá)，阻滯細(xì)胞周期并誘導(dǎo)凋亡。另一類由P2啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，生成氨基酸截短的△Np63，可通過競(jìng)爭(zhēng)DNA結(jié)合位點(diǎn)的方式拮抗p53或TAp63，具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡的作用〔22〕。作為轉(zhuǎn)錄因子，p63可影響MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)途徑及PI3K-AKT通路介導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖相關(guān)蛋白的合成、抗凋亡等細(xì)胞事件〔23,24〕。p63能結(jié)合靶基因的p53樣應(yīng)答元件，調(diào)節(jié)多種轉(zhuǎn)錄因子，生長(zhǎng)因子受體，由于其下游基因具有多種細(xì)胞生物學(xué)功能，因此處于這個(gè)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)顯得十分重要。凋亡是對(duì)于組織穩(wěn)態(tài)和免疫必不可少的程序性細(xì)胞死亡途徑。其中Bcl-2家族和Caspase家族是參與細(xì)胞凋亡調(diào)控的重要基因。Bax及Bcl-2同屬于Bcl-2家族，Bax基因參與促凋亡，而Bcl-2參與抑制凋亡〔25〕。Bcl-2蛋白家族能通過促進(jìn)線粒體外膜通透性(MOMP)控制并調(diào)節(jié)線粒體的凋亡途徑。MOMP使凋亡因子從線粒體釋放到胞質(zhì)中，進(jìn)一步激活Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)〔26,27〕。Caspase3被稱為死亡蛋白執(zhí)行酶，參與細(xì)胞凋亡的執(zhí)行。Caspase3作為Caspase家族中多種凋亡途徑的共同下游,在細(xì)胞凋亡過程中起重要作用。Caspase3的激活主要依賴Cyt-c的釋放,而Bcl-2和Bax可通過線粒體途徑介導(dǎo)Cyt-c等物質(zhì)釋放，從而激活Caspase3〔28〕。活化后的Caspase3酶解切割DNA依賴的蛋白激酶和聚腺苷二磷酸核糖多聚酶(PARP)等,進(jìn)而影響DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和損傷修復(fù)〔29〕。Bcl-2家族和Caspase家族在細(xì)胞凋亡途徑，尤其是線粒體途徑的調(diào)控起重要作用。

綜上，急性ICH大鼠模型應(yīng)用抵當(dāng)湯后，癥狀有所改善，且高劑量效果最好。且抵當(dāng)湯能下調(diào)p63MAPK蛋白及介導(dǎo)MAPK信號(hào)通路，并通過調(diào)控Bax、Bcl-2及Caspase3凋亡相關(guān)基因表達(dá)，從而達(dá)到治療急性ICH的效果。